ストリーム予約プロトコル

ストリーム予約プロトコル( SRP ) は、アドミッション コントロールを実装するイーサネットの拡張機能です。2010 年 9 月に SRP はIEEE 802.1Qatとして標準化され、その後IEEE 802.1Q-2011に組み込まれました。SRP は、 OSI モデルの第 2 層でのストリームの概念を定義します。また、サービス品質(QoS)を保証するために、ストリームのリソースをエンドツーエンドで管理するメカニズムも提供されています。^[1]

SRPはIEEEオーディオビデオブリッジング（AVB）およびタイムセンシティブネットワーク（TSN）標準の一部です。SRP技術グループは2006年9月に作業を開始し、2009年に会議を終了しました。^[1]

SRP はストリームを登録し、ストリーム予約トラフィック クラスによって定義された帯域幅要件と遅延に基づいて、ストリームが通過するパス全体で必要なリソースを予約します。

リスナー(ストリームの宛先) とトーカー(ストリームの送信元) のプリミティブが使用されます。リスナーは受信するストリームを示し、トーカーはブリッジされたエンティティによって供給できるストリームを通知します。ネットワーク リソースは、データ ストリームのエンド ノードとデータ ストリームのパスに沿ったトランジット ノードの両方で割り当てられ、構成されます。また、努力の成功/失敗を検出するためのエンドツーエンドのシグナリング メカニズムも提供されます。

SRP「トーカー アドバタイズ」メッセージには、QoS 要件 (例: トラフィック クラスを定義する VLAN ID および Priority Code Point (PCP)、ランク (緊急または非緊急)、トラフィック仕様 (トラフィック クラス内の最大フレーム サイズと最大フレーム数)、測定間隔、および累積された最悪のケースの遅延) が含まれます。

• ネットワーク全体の静的:
  • StreamID (48 ビットの MAC アドレスと 16 ビットの UniqueID)
  • ストリームの宛先アドレス（またはマルチキャスト グループの MAC アドレス）
  • VLAN ID (MVRP で使用)
  • 優先度（PCP）
  • ランク
  • トラフィック仕様
    • 最大フレームサイズ
    • 最大フレーム数（測定間隔あたり）
  • 測定間隔
• ホップごとに調整:
  • 累積遅延
  • 障害情報（ブリッジIDと障害コード）

必要な帯域幅は、MaxFrameSize × MaxIntervalFrames として計算されます。ブリッジが必要なリソースを予約できる場合は、次のブリッジにアドバタイズメントを伝播します。そうでない場合は、「トーカー失敗」メッセージが生成されます。アドバタイズメント メッセージがリスナーに到達すると、リスナーは「リスナー準備完了」メッセージで応答し、トーカーに伝播します。

トーカーのアドバタイズおよびリスナーの準備完了メッセージは登録解除することができ、これによりストリームが終了します。アドバタイズおよび準備完了メッセージの定期的なポーリングは、応答しないデバイスを検出するために使用されます。

最悪の場合の遅延はブリッジごとに再計算されるため、上位のプロトコル層ではそれをメディア同期に使用できます。

IEEE 802.1Qav で定義されているクレジットベースのシェーパーの場合、ストリーム予約クラス A は最悪ケースの遅延要件が 2 ミリ秒、測定間隔 (最大送信期間) が 125 μs で最高です。クラス B は 2 番目に高く、最悪ケースの遅延が 50 ミリ秒、測定間隔が 250 μs です。最大ホップ数は7 です。gPTP によって提供されるポートごとのピア遅延とネットワーク ブリッジの滞留遅延が加算されて累積遅延が計算され、遅延要件が満たされていることを確認します。制御トラフィックは 3 番目に高い優先度を持ち、gPTP と SRP トラフィックが含まれます。

SRP は、複数 MAC 登録プロトコル(MMRP)、複数 VLAN 登録プロトコル(MVRP)、および複数ストリーム登録プロトコル(MSRP) を使用して動作します。MMRP はグループ登録の伝播を制御し、MVRP は VLAN メンバーシップ (MAC アドレス情報) を制御します。

MSRP は、ブリッジとエンド ステーションの分散ネットワークで動作し、データ ストリームを登録およびアドバタイズし、ブリッジ リソースを予約して QoS 保証を提供します。

SRP は基本的に次の順序で動作します。

1. トーカーからのストリームを宣伝する
2. データフローに沿ったパスを登録する
3. 最悪の場合のレイテンシを計算する
4. AVBドメインを作成する
5. ストリーム用の帯域幅を予約する

ステーション (トーカー) は、一般的な MRP アプリケーションを使用して予約要求を送信します。ストリームのすべての参加者は、ストリームの特性を記述するための MSRP アプリケーションと MRP 属性宣言 (MAD) 仕様を持っています。その後、同じ SRP ドメイン内の各ブリッジは、MRP 属性伝播を使用して、必要なリソースを使用してストリームをマッピング、割り当て、転送できます。