CN105227497B - 一种嵌入于时间触发以太网交换机的中心保卫仲裁系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种嵌入于时间触发以太网交换机的中心保卫仲裁系统，该系统包括有固定TT流量通断中心保卫模型CGM和可变TT流量仲裁模型AM。利用本发明系统可以防止端系统出现任意失效，并且当多个端系统争用同一条物理链路发送动态事件触发的流量申请消息时，可以提供仲裁，避免直接发送可变TT流量发生的冲突。

Description

一种嵌入于时间触发以太网交换机的中心保卫仲裁系统
技术领域
本发明涉及一种应用于时间触发以太网交换机中进行TT流量传输的处理方法，更特别地说，是指一种采用可变时间触发流量仲裁的中心保卫机制以防止多个外联端系统争用一条链路时出现的路径访问冲突。
背景技术
《电光与控制》于2014年12月第21卷第12期公开了“时间触发以太网时钟同步的仿真与性能验证”，作者王梦迪等。在图1中介绍了单通信信道时间触发以太网(Time-Triggered Ethernet，TTE)网络的物理拓扑结构，端系统(End System，ES)和交换机(switch)通过双向通信链路连接。根据通信任务“端到端”(end-to-end)的角色充当源端系统和目的端系统；交换式网络中的交换设备中含有转发和多路复用功能的模块被称为“交换节点”。将端系统和交换节点统称为“节点”。
TTE的时钟同步机制可以保障网络中各个设备的时钟是完全同步的，为建立按照时刻表发送周期性调度提供了必备条件，在特里的时刻表的设计下，可以保证帧之间绝对不会发生争用物理链路的情况。在实际应用中，TTE网络除了支持特有的时间触发数据帧TT外还兼容速率受限(RC，rate control)流量以及普通的以太网“尽力传”(BE，best effort)流量。其中RC流量的优先级高于BE流量，而TT流量可以与RC和BE流量分时占用物理链路。
时间触发以太网的时间触发流量的调度策略是基于时分多路复用(TDMA)，对于不同节点的时间触发流量中消息，都有自己的调度时刻点。每条TT流量传输时占据一个或多个时间槽(slot)，每个时刻仅有一个时间槽。所有节点维持一个全局时间轴，并且都有一个统一的集成周期(integration cycle)，一个或者多个集成周期组成了一个集群周期(Cluster Cycle)。各个节点在一个集群周期内发送的TT流量的调度时刻点组成了TT流量的离线调度表(offline-schedule list，简称“OSL”)。
时间触发以太网中的交换机通过配置来执行中心保卫功能，所谓“中心保卫功能”是通过交换机对流量进行检查和过滤，达到屏蔽一条或多条具有冲突或具有潜在冲突的流量对整体系统的影响的作用。
2010 31st IEEE Real-Time Systems Symposium公开的“An Evaluation ofSMT-based Schedule Synthesis For Time-Triggered Multi-Hop Networks”，提出将TT流量未用到的剩余时间资源根据“调度解释”(schedule interpretation)转供RC流量使用。
2010年10月27日，Automatic Control and Robotics公开的“NETWORKED CONTROLSYSTEMS”，在图11介绍了流量占用时间轴的典型分配。
已有的中心保卫功能包含用于TT通信流量的语义过滤器和用于RC通信流量的漏桶算法。文献TTEthernet Specification第79页中介绍了保卫功能。其中，语义过滤器(Semantic Filter)检查协议控制帧(Protocol Control Frame)的内容，将不符合语义的帧丢弃。漏桶算法(Leaky Bucket)针对事件触发中的RC流量，防止其无意义发送。文献SAEAS6802，第104页中介绍了指令器/监视器对(Commander/Monitor Pair)，用于高完整性设计的设备，这种诊断机制用于检测设备的不一致故障。文献SAE AS6802中的故障封闭提出窗口强制(window enforcement)和速率强制(rate enforcement)的概念，通过例子给出了的窗口强制算法(window-enforcement algorithm)在接收设备接收TT流量时执行，接收设备仅转发窗口内的TT流量。速率强制算法用于RC流量，漏桶算法是速率强制算法的一种。上述文献都没有根据加载的离线调度表制定先验的中心保卫功能。交换机在同一个接收窗内可能会接收到多个外联设备发送的TT流量，这可能引起的路径访问冲突。网络中多个节点设备可能复用同一物理链路，这可能引起流量冲突。
为了保持TTE网络对于故障的隔离，上述文献未公开不同TT流量情况下的、有针对性的中心保卫机制。
发明内容
本发明的目的是设计了一种嵌入于时间触发以太网交换机的可变时间触发流量仲裁中心保卫系统，该中心保卫仲裁系统能够保证交换机所连接的端系统不出现TT流量冲突，并且当多个端系统争用同一条物理链路传输可变TT流量时，不会出现路径访问冲突的现象。本发明中心保卫仲裁系统在端系统需要发送可变TT流量时，首先在源端系统将申请的时间封装在数据包中，并以BE流量的形式，向发送TT流量的数据包传输路径上的各个交换机发送申请数据包进行链路申请。交换机收集各个申请端系统发送的数据包，根据其中的申请时刻点、申请发送数据包的时刻点t发和目的端系统进行比较是否存在路径重合。申请时间越早，延迟越大，申请发送的优先级越高。交换机确定好各个端系统的发送优先级，然后按原数据包传输路径发回一个确认申请数据包，告知申请的端系统是否可以发送TT流量。本发明的中心保卫功能可以与已有的固定TT通信流量的语义过滤器、用于RC通信流量的漏桶算法在TTE网络交换机中共存，互不影响。
本发明的一种适用于时间触发以太网交换机的中心保卫仲裁系统，其内嵌在时间触发以太网交换机中，其特征在于：所述中心保卫仲裁系统包括有固定TT流量通断中心保卫模型CGM和可变TT流量仲裁模型AM；
时间触发以太网交换机一方面根据布尔型变量来选择断开或者连接对应的物理链路，另一方面根据设置在时间触发以太网交换机中的离线调度表中的来执行中心保卫模型CGM；
固定TT流量通断中心保卫模型CGM在传输保卫窗开启t启时，时间触发以太网交换机对布尔型变量进行二进制赋值，开启赋值为1，关闭赋值为0，用数学形式表达为
当时，时间触发以太网交换机Sn的端口上连接的端系统ESm能够进行TT消息的传输，同时，按照离线调度表中的来执行中心保卫模型CGM，达到同一条物理链路只允许一个端系统ESm发送TT流量；
当时，时间触发以太网交换机Sn的端口上连接的端系统ESm为断开；
可变TT流量仲裁模型AM是在收到确认-申请BE流量时，任意一时间触发以太网交换机Sn将可变TT流量加入到离线调度表中，并采用来更新最后用更新后的来调度可变TT流量，从而避免可变产生的TT流量争用同一条物理链路时出现的访问冲突；
当时，端系统ESm不能在申请-发送时刻经传输路径发送可变TT流量。
本发明适用于时间触发以太网交换机的可变时间触发流量仲裁中心保卫系统的优点在于：
①本发明方法充分考虑到时间触发以太网络的拓扑特性，提供的中心保卫机制适用于以星形拓扑连接的时间触发以太网络。
②本发明方法考虑到时间触发以太网络的特征，在TT流量传输期间，中心保卫机制可以防止来自外部接口的接入流量出现的冲突，保证时间触发以太网的稳定性。
③本发明方法考虑到时间触发以太网交换机所连设备的故障模式，交换机提供中心保卫机制，可以防止外联设备出现任意故障，屏蔽故障设备对整个网路的影响。
④本发明方法考虑到时间触发以太网可变发送TT流量的特殊性，提出了仲裁机制，保证多个设备复用物理链路不会出现访问冲突。
⑤考虑到所发明的该种中心保卫功能嵌入于交换机运行的时候，与原有几种中心保卫功能的相容性，发明了基于通断的模型方法对固定TT流量进行管制。
⑥本发明方法提供的仲裁机制，提供了延迟优先原则，减少设备等待的开销。
附图说明
图1是典型的单通信信道TTE网络的物理拓扑如图。
图2是时间触发以太网交换机与端系统的连接示意图。
图3是本发明时间触发以太网交换机的流量调度的示意图。
图4是本发明时间触发以太网交换机保卫TT流量发送的示意图。
图5是本发明时间触发以太网交换机多节点申请发送TT流量的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。
本发明设计的可变时间触发流量仲裁中心保卫系统的主要应用环境包括SAEAS6802标准定义的TTE(Time-Triggered Ethernet，时间触发以太网)网络，该种网络也通过TTTech公司的TTEthernet Specification技术规范定义；但本发明设计的流量仲裁中心保卫系统也并不限于TTE网络，当网络中包含可以被交换节点配置和识别的固定TT流量和可变TT流量，即可以使用本发明系统。
本发明设计的可变时间触发流量仲裁中心保卫系统内嵌在时间触发以太网交换机中，所述中心保卫仲裁系统包括有固定TT流量通断中心保卫模型CGM和可变TT流量仲裁模型AM。
交换机与端系统
参见图2所示，ES1表示第一个端系统，ES2表示第二个端系统，ES3表示第三个端系统，ES4表示第四个端系统，ES5表示第五个端系统，ESm表示第m个端系统，m表示端系统的标识号，在本发明中将ESm也称为任意一端系统。S1表示第一个时间触发以太网交换机，S2表示第二个时间触发以太网交换机，Sn表示第n个时间触发以太网交换机，n表示时间触发以太网交换机的标识号，在本发明中Sn也称为任意一时间触发以太网交换机。
在本发明中，将时间触发以太网交换机的布尔型变量记为即连接在第n个时间触发以太网交换机Sn上的第m个端系统ESm，也称为连接在任意一时间触发以太网交换机上的任意一端系统。第m个端系统ESm向第n个时间触发以太网交换机Sn发送的固定TT流量记为所述的传输窗口启动时刻记为所述的传输窗口结束时刻记为
在图2中，将连接在第一个时间触发以太网交换机S1上的第一个端系统ES1的布尔型变量记录为第一个端系统ES1向第一个时间触发以太网交换机S1发送的固定TT流量记为所述的传输窗口启动时刻记为所述的传输窗口结束时刻记为
将连接在第一个时间触发以太网交换机S1上的第三个端系统ES3的布尔型变量记录为第三个端系统ES3向第一个时间触发以太网交换机S1发送的固定TT流量记为所述的传输窗口启动时刻记为所述的传输窗口结束时刻记为
将连接在第一个时间触发以太网交换机S1上的第m个端系统ESm的布尔型变量记录为第m个端系统ESm向第一个时间触发以太网交换机S1发送的固定TT流量记为所述的传输窗口启动时刻记为所述的传输窗口结束时刻记为
将第一个时间触发以太网交换机S1与第二个时间触发以太网交换机S2的连接记录为
将连接在第二个时间触发以太网交换机S2上的第二个端系统ES2的布尔型变量记录为第二个端系统ES2向第二个时间触发以太网交换机S2发送的固定TT流量记为所述的传输窗口启动时刻记为所述的传输窗口结束时刻记为
将连接在第二个时间触发以太网交换机S2上的第六个端系统ES6的布尔型变量记录为第六个端系统ES6向第二个时间触发以太网交换机S2发送的固定TT流量记为所述的传输窗口启动时刻记为所述的传输窗口结束时刻记为
将第二个时间触发以太网交换机S2与第一个时间触发以太网交换机S1的连接记录为
将连接在第n个时间触发以太网交换机Sn上的第四个端系统ES4的布尔型变量记录为第四个端系统ES4向第n个时间触发以太网交换机Sn发送的固定TT流量记为所述的传输窗口启动时刻记为所述的传输窗口结束时刻记为
将连接在第n个时间触发以太网交换机Sn上的第五个端系统ES5的布尔型变量记录为第五个端系统ES5向第n个时间触发以太网交换机Sn发送的固定TT流量记为所述的传输窗口启动时刻记为所述的传输窗口结束时刻记为
将第二个时间触发以太网交换机S2与第n个时间触发以太网交换机Sn的连接记录为
在图2中，当源端系统ES1向目的端系统ES4发送TT消息所经过的传输路径记为则有
当源端系统ESm向目的端系统ES2发送TT消息所经过的传输路径记为则有
当源端系统ES6向目的端系统ES5发送TT消息所经过的传输路径记为则有
离线调度表OSL
在本发明中，基于时间触发以太网交换机网络中各个节点在一个集群周期内发送的TT流量的调度时刻点组成了TT流量的离线调度表(OSL)。所述OSL为4列多行格式，如下表所示。
离线调度表OSL
数据包传输路径 发送时刻 集成周期 传输保卫窗宽
…… …… …… ……
在本发明中，传输路径的符号记为L，是指发送TT流量的源端系统到接收TT流量的目的端系统之间的物理链路。
在本发明中，固定-发送时刻的符号记为是指网络节点将固定TT流量发送到通信物理链路上的时刻点。为了保证固定TT流量的可靠传输，所述t预置为启动传输保卫窗后发送TT流量之前的一段时间，一般设置为0.5～1微秒。
在本发明中，集成周期的符号记为R，是指TT流量的发送周期。一个集成周期R里有v个保卫时刻，即第一个保卫时刻记为第二个保卫时刻记为第三个保卫时刻记为最后一个保卫时刻记为
在本发明中，传输保卫窗宽的符号记为TGW，是指保卫TT流量传输的时间段。所述TGW中包括有窗口保卫启动时刻t启和窗口保卫结束时刻t止，即TGW＝[t启,t止]。传输保卫窗宽TGW为一个时间区间，一般地，最小的TGWmin为30～90微秒。
采用集合形式表达每个节点的离线调度表为故存在有端系统的离线调度表为交换机的离线调度表为
在本发明中，将依据离线调度表进行调度的TT流量称为固定TT流量(fixed TTtraffic)；将不依据离线调度表进行调度，而是要在网络运行时向本发明中的流量仲裁系统发起申请以确认是否可调度的TT流量称为可变TT流量(variable TT traffic)。
固定TT流量通断中心保卫模型CGM
参见图2、图3所示，在本发明中，时间触发以太网交换机一方面根据布尔型变量来选择断开或者连接对应的物理链路，另一方面根据设置在时间触发以太网交换机中的离线调度表中的来执行中心保卫模型CGM。
第一个时间触发以太网交换机S1上的布尔型变量有和第一个时间触发以太网交换机S1的离线调度表为且
第二个时间触发以太网交换机S2上的布尔型变量有和第二个时间触发以太网交换机S2的离线调度表为且
第n个时间触发以太网交换机Sn上的布尔型变量有和第n个时间触发以太网交换机Sn的离线调度表为且
在本发明中，当传输路径复用一条物理链路时，此时时间触发以太网交换机将使用本发明设计的TT流量通断中心保卫模型CGM。所述的TT流量通断中心保卫模型CGM在传输保卫窗开启t启时，时间触发以太网交换机对布尔型变量进行二进制赋值，开启赋值为1，关闭赋值为0，用数学形式表达为
当时，时间触发以太网交换机Sn的端口上连接的端系统ESm能够进行TT消息的传输，同时，按照离线调度表中的来执行中心保卫模型CGM，达到同一条物理链路只允许一个端系统ESm发送TT流量。
当时，时间触发以太网交换机Sn的端口上连接的端系统ESm为断开。
参见图2、图4所示，端系统ES1、端系统ESm和端系统ES3通过交换机S1向交换机S2发送固定TT流量；则有：
端系统ES1在向端系统ES4发送TT流量，交换机S1的离线调度表中则添加的传输保卫窗如表1所示。
端系统ESm在向端系统ES2发送TT流量，交换机S1的离线调度表中则添加的传输保卫窗如表1所示。
端系统ES3在向端系统ES2发送TT流量，交换机S1的离线调度表中则添加的传输保卫窗如表1所示。
当端系统ES1的窗口保卫启动时刻到来时(即)，此时交换机S1设置与交换机S1连接的其余端系统的
若在时，端系统ESm试图向端系统ES2发送可变TT消息，交换机S1将不接收ESm发送的可变TT消息。因为交换机S1对端系统ES1执行中心保卫功能(从时刻85到时刻200)，并且端系统ESm连接的端口对应的所以交换机S1连接端系统ESm的开关处于断开状态，因而交换机S1将不接收端系统ESm发送的可变TT消息，保证端系统ES1的TT流量的可靠传输。交换机S1保证端系统ES1发送固定TT流量期间不会出现其他设备的干扰，从而实现中心保卫功能。
在时，端系统ES3试图向端系统ES2发送可变ET消息。由于此时交换机S1对端系统ESm执行中心保卫功能(从时刻400到时刻480)，ES3连接的端口对应的所以交换机S1连接端系统ES3的开关处于断开状态，而且TT消息的优先级高于ET消息，因而交换机S1将忽略ES3发送的ET消息。当传输保卫窗开启时，交换机S1保卫端系统ESm离线调度表中的TT消息的可靠传输，屏蔽其他设备发出的消息对该TT消息的干扰。
表1CGM模型下的离线调度表
在本发明中，申请时刻的符号记为是指任意一端系统ESm向传输路径中的第一个时间触发以太网交换机发送申请数据包的时刻点。
在本发明中，申请-发送时刻的符号记为是指任意一端系统ESm将可变TT流量发送到通信物理链路上的时刻点。
在本发明中，申请BE流量的符号记为是指任意一端系统ESm向传输路径中第一个时间触发以太网交换机发出申请的BE流量。
在本发明中，确认-申请BE流量的符号记为是指传输路径中执行可变TT流量仲裁模型AM的时间触发以太网交换机，发回到端系统ESm的确认信息。对进行二进制赋值，确认收到允许发送可变TT流量赋值为1，确认收到不允许发送可变TT流量赋值为0，用数学形式表达为
可变TT流量仲裁模型AM
参见图3所示，在本发明中，当传输路径争用同一条物理链路可变发送TT流量时，此时时间触发以太网交换机使用本发明设计的可变TT流量仲裁模型AM。执行可变TT流量仲裁模型AM是在收到确认-申请BE流量时，任意一时间触发以太网交换机Sn将可变TT流量加入到离线调度表中，并采用来更新最后用更新后的来调度可变TT流量，从而避免可变产生的TT流量争用同一条物理链路时出现的访问冲突。
当时，端系统ESm不能在申请-发送时刻经传输路径发送可变TT流量。
参见图2、图5所示，端系统ES1、端系统ES3和端系统ESm连接在时间触发以太网交换机S1上。端系统ES2和端系统ES6连接在时间触发以太网交换机S2上。端系统ES4和端系统ES5连接在时间触发以太网交换机Sn上。
当端系统ES1(源端系统)向端系统ES4(目的端系统)发送TT消息所经过的传输路径为
当端系统ESm(源端系统)向端系统ES2(目的端系统)发送TT消息所经过的传输路径为
当端系统ES6(源端系统)向端系统ES5(目的端系统)发送TT消息所经过的传输路径为
在本发明中，任意一时间触发以太网交换机Sn记录与其连接的任意一端系统的申请-发送时刻即时间触发以太网交换机S1记录了端系统ES1需要在申请-发送时刻经数据传输路径向端系统ES4发送TT消息。时间触发以太网交换机S1记录了端系统ESm在申请-发送时刻需要经数据传输路径向端系统ES2发送TT消息。时间触发以太网交换机S2记录了端系统ES6需要在申请-发送时刻经数据传输路径向端系统ES5发送TT消息。经对比数据传输路径和发现彼此存在有重合。
为防止冲突发生，任意一时间触发以太网交换机Sn需要执行本发明设计的可变TT流量仲裁模型AM。具体处理为：
(A)端系统ES1在申请时刻(即)到来时，端系统ES1会将申请时刻和申请-发送时刻点封装到申请BE流量中，以BE流量的形式向时间触发以太网交换机S1发出申请。
(B)端系统ESm在申请时刻(即)到来时，端系统ESm会将申请时刻和申请-发送时刻封装到申请BE流量中，以BE流量的形式向时间触发以太网交换机S1发出申请。
(C)由于数据传输路径和数据传输路径有共同的物理链路，即时间触发以太网交换机S1和时间触发以太网交换机S2，因此时间触发以太网交换机S1和S2需要执行可变TT流量仲裁模型AM。
由于与之间的时刻间隔小于设定的传输保卫窗宽TGWmin＝90，因此交换机S1根据端系统ES1的端系统ESm的的时刻来确定申请的优先级。申请时间越早，端系统发送可变TT流量的优先级越高。由于端系统ES1的申请时间早于端系统ESm，因而S1会按照传输路径向端系统ESm发回一个确认-申请BE流量告知端系统ESm不能发送可变TT消息，故端系统ESm不能在时刻经数据传输路径发送可变TT流量。
(D)交换机之间转发申请BE流量，若端系统ES1的申请BE流量被交换机S1转发到交换机S2上，由于端系统ES6在申请时刻向交换机S2发出申请BE流量而端系统ES6的申请-发送时刻因而交换机S2需要执行可变TT流量仲裁模型AM。
由于端系统ES6的早于端系统ES1的因而交换机S2将向端系统ES1发回一个确认-申请BE流量告知端系统ES1此次申请失败，故端系统ES1不能在时刻经数据传输路径发送可变TT流量。
交换机S2将端系统ES6的申请BE流量转发到交换机Sn上。由于此时只剩下ES6的申请BE流量Sn也是数据传输路径中的最后一级交换机。此时交换机Sn将向端系统ES6发回一个确认-申请BE流量告知端系统ES6申请成功，则端系统ES6将在经数据传输路径向端系统ES5发送可变TT消息，并用更新离线调度表中的时刻值；最后用更新后的来调度可变TT流量，如表2所示，从而避免可变产生的TT流量争用同一条物理链路时出现的访问冲突。
表2AM模型下的离线调度表
本发明提出了一种嵌入于时间触发以太网交换机的可变时间触发流量仲裁中心保卫系统，所要解决的是如何提高时间触发以太网在传输TT流量时发生的暂态干扰与路径访问冲突的技术问题，该系统通过执行计算机程序实现对时间触发以太网在传输TT流量的控制，利用中心保卫模型CGM和可变TT流量仲裁模型AM的技术手段，从而实现对时间触发以太网在传输TT流量不受暂态干扰造成的丢包，以及路径访问冲突发生时的网络拥塞。

Claims (1)

1.一种嵌入于时间触发以太网交换机的中心保卫仲裁系统，其内嵌在时间触发以太网交换机中，其特征在于：所述中心保卫仲裁系统包括有固定TT流量通断中心保卫模型CGM和可变TT流量仲裁模型AM；TT为时间触发数据帧；
时间触发以太网交换机一方面根据布尔型变量来选择断开或者连接对应的物理链路，另一方面根据设置在时间触发以太网交换机中的离线调度表中的来执行中心保卫模型CGM；
基于时间触发以太网交换机网络中各个节点在一个集群周期内发送的TT流量的调度时刻点组成了TT流量的离线调度表OSL，所述TT流量的离线调度表OSL为4列多行格式，包括有传输路径L、固定-发送时刻集成周期R和传输保卫窗宽TGW，且TGW＝[t启,t止]；其中，t启为窗口保卫启动时刻，t止为窗口保卫结束时刻；
固定TT流量通断中心保卫模型CGM在传输保卫窗开启t启时，时间触发以太网交换机对布尔型变量进行二进制赋值，开启赋值为1，关闭赋值为0，用数学形式表达为
当时，时间触发以太网交换机Sn的端口上连接的端系统ESm能够进行TT消息的传输，同时，按照离线调度表中的来执行中心保卫模型CGM，达到同一条物理链路只允许一个端系统ESm发送TT流量；所述时间触发以太网交换机Sn的下角标n表示时间触发以太网交换机的标识号；所述端系统ESm的下角标m表示端系统的标识号；
当时，时间触发以太网交换机Sn的端口上连接的端系统ESm为断开；
可变TT流量仲裁模型AM是在收到确认-申请BE流量时，任意一时间触发以太网交换机Sn将可变TT流量加入到离线调度表中，并采用来更新最后用更新后的来调度可变TT流量，从而避免可变产生的TT流量争用同一条物理链路时出现的访问冲突；
确认-申请BE流量是指传输路径中执行可变TT流量仲裁模型AM的时间触发以太网交换机，发回到端系统ESm的确认信息；对进行二进制赋值，确认收到允许发送可变TT流量赋值为1，确认收到不允许发送可变TT流量赋值为0，用数学形式表达为
当时，第m个端系统ESm不能在申请-发送时刻经传输路径发送可变TT流量；
第一个端系统ES1、端系统ESm和第三个端系统ES3通过第一个时间触发以太网交换机S1向第二个时间触发以太网交换机S2发送固定TT流量；则有：
当第一个端系统ES1在向第四个端系统ES4发送TT流量，第一个时间触发以太网交换机S1的离线调度表中则添加的传输保卫窗第一个端系统ES1向第一个时间触发以太网交换机S1发送的固定TT流量记为
当端系统ESm在向第二个端系统ES2发送TT流量，第一个时间触发以太网交换机S1的离线调度表中则添加的传输保卫窗第m个端系统ESm向第n个时间触发以太网交换机Sn发送的固定TT流量记为
当第三个端系统ES3在向第二个端系统ES2发送TT流量，第一个时间触发以太网交换机S1的离线调度表中则添加的传输保卫窗第三个端系统ES3向第一个时间触发以太网交换机S1发送的固定TT流量记为
当第一个端系统ES1的窗口保卫启动时刻到来时，即此时第一个时间触发以太网交换机S1设置与第一个时间触发以太网交换机S1连接的其余端系统的
若在时，端系统ESm试图向第二个端系统ES2发送可变TT消息，第一个时间触发以太网交换机S1将不接收端系统ESm发送的可变TT消息；因为第一个时间触发以太网交换机S1对第一个端系统ES1执行中心保卫功能，从时刻85到时刻200，并且端系统ESm连接的端口对应的所以第一个时间触发以太网交换机S1连接端系统ESm的开关处于断开状态，因而第一个时间触发以太网交换机S1将不接收端系统ESm发送的可变TT消息，保证第一个端系统ES1的TT流量的可靠传输；第一个时间触发以太网交换机S1保证第一个端系统ES1发送固定TT流量期间不会出现其他设备的干扰，从而实现中心保卫功能；
若在时，第三个端系统ES3试图向第二个端系统ES2发送可变ET消息；由于此时第一个时间触发以太网交换机S1对端系统ESm执行中心保卫功能，从时刻400到时刻480，第三个端系统ES3连接的端口对应的所以第一个时间触发以太网交换机S1连接第三个端系统ES3的开关处于断开状态，而且TT消息的优先级高于ET消息，因而第一个时间触发以太网交换机S1将忽略第三个端系统ES3发送的ET消息；当传输保卫窗开启时，第一个时间触发以太网交换机S1保卫端系统ESm离线调度表中的TT消息的可靠传输，屏蔽其他设备发出的消息对该TT消息的干扰；
第一个端系统ES1、第三个端系统ES3和端系统ESm连接在第一个时间触发以太网交换机S1上；第二个端系统ES2和第六个端系统ES6连接在第二个时间触发以太网交换机S2上；第四个端系统ES4和第五个端系统ES5连接在时间触发以太网交换机Sn上；
当源端系统ES1向目的端系统ES4发送TT消息所经过的传输路径为
当源端系统ESm向目的端系统ES2发送TT消息所经过的传输路径为
当源端系统ES6向目的端系统ES5发送TT消息所经过的传输路径为
任意一时间触发以太网交换机Sn记录与其连接的任意一端系统的申请-发送时刻即第一个时间触发以太网交换机S1记录了第一个端系统ES1需要在申请-发送时刻经数据传输路径向第四个端系统ES4发送TT消息；第一个时间触发以太网交换机S1记录了端系统ESm在申请-发送时刻需要经数据传输路径向第二个端系统ES2发送TT消息；第二个时间触发以太网交换机S2记录了第六个端系统ES6需要在申请-发送时刻经数据传输路径向第五个端系统ES5发送TT消息；经对比数据传输路径和发现彼此存在有重合；
为防止冲突发生，任意一时间触发以太网交换机Sn需要执行可变TT流量仲裁模型AM；具体处理为：
(A)第一个端系统ES1在申请时刻到来时，第一个端系统ES1会将申请时刻和申请-发送时刻点封装到申请BE流量中，以BE流量的形式向第一个时间触发以太网交换机S1发出申请；
(B)端系统ESm在申请时刻到来时，端系统ESm会将申请时刻和申请-发送时刻封装到申请BE流量中，以BE流量的形式向第一个时间触发以太网交换机S1发出申请；
(C)由于数据传输路径和数据传输路径有共同的物理链路，即第一个时间触发以太网交换机S1和第二个时间触发以太网交换机S2，因此S1和S2需要执行可变TT流量仲裁模型AM；
由于与之间的时刻间隔小于设定的传输保卫窗宽TGWmin＝90，因此第一个时间触发以太网交换机S1根据第一个端系统ES1的端系统ESm的的时刻来确定申请的优先级；申请时间越早，端系统发送可变TT流量的优先级越高；由于第一个端系统ES1的申请时间早于端系统ESm，因而S1会按照传输路径向端系统ESm发回一个确认-申请BE流量告知端系统ESm不能发送可变TT消息，故端系统ESm不能在时刻经数据传输路径发送可变TT流量；
(D)交换机之间转发申请BE流量，若第一个端系统ES1的申请BE流量被第一个时间触发以太网交换机S1转发到第二个时间触发以太网交换机S2上，由于第六个端系统ES6在申请时刻向第二个时间触发以太网交换机S2发出申请BE流量而第六个端系统ES6的申请-发送时刻因而第二个时间触发以太网交换机S2需要执行可变TT流量仲裁模型AM；
由于第六个端系统ES6的早于第一个端系统ES1的因而第二个时间触发以太网交换机S2将向第一个端系统ES1发回一个确认-申请BE流量告知第一个端系统ES1此次申请失败，故第一个端系统ES1不能在时刻经数据传输路径发送可变TT流量；
第二个时间触发以太网交换机S2将第六个端系统ES6的申请BE流量转发到交换机Sn上；由于此时只剩下ES6的申请BE流量Sn也是数据传输路径中的最后一级交换机；此时交换机Sn将向第六个端系统ES6发回一个确认-申请BE流量告知第六个端系统ES6申请成功，则第六个端系统ES6将在经数据传输路径向第五个端系统ES5发送可变TT消息，并用更新离线调度表中的时刻值；最后用更新后的来调度可变TT流量，从而避免可变产生的TT流量争用同一条物理链路时出现的访问冲突。
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