SOME/IP通信当服务端和客户端的数量变多,数据量变大的情况下,如何保障数据不丢包,可不可以为一个通信数据排优先级?

SOME/IP是Scalable service-Oriented MiddlewarE over IP的缩写,是一种用于汽车电子设备的通信协议,支持远程过程调用、事件通知和序列化/反序列化等功能¹。

SOME/IP通信是一种面向服务的传输协议,它可以支持请求/响应模式的远程服务调用,也可以支持订阅/发布模式的消息通知1

当服务端和客户端的数量变多,数据量变大的情况下,如何保障数据不丢包,可不可以为一个通信数据排优先级?这些问题可以通过以下几个方面来解决:

  • SOME/IP通信可以根据不同的场景和需求,选择使用TCP或UDP作为传输层协议。

TCP可以保证数据的可靠性和有序性,但是会增加延迟和开销;

UDP可以提供低延迟和高效率的数据传输,但是可能会出现数据丢失或乱序的情况1

如果需要传输非常大的数据块 (> 1400字节),并且在存在错误的情况下没有硬延迟要求时,可以使用TCP;

如果需要非常硬的延迟要求 (<100ms),在错误的情况下使用UDP;

如果需要传输非常大的数据块 (> 1400字节),并且存在错误时需要硬延迟,可以使用UDP和SOME/IP-TP2。

SOME/IP-TP是一种分段和重组机制,它可以将大于1400字节的数据分成多个小于1400字节的片段,并在接收端重新组合成完整的数据3。

  • SOME/IP通信可以通过QoS(Quality of Service)参数来设置不同的通信数据的优先级、可靠性、资源限制、时间过滤等。

QoS参数可以在服务接口定义中指定,也可以在运行时动态配置。QoS参数包括以下几种类型:

  • 可靠性(Reliability):指定通信数据是否需要可靠传输,即是否需要确认机制和重传机制。可靠性有三个选项:可靠(Reliable)、最佳努力(Best Effort)和本地(Local)

可靠(Reliable)选项表示需要使用TCP或者UDP加SOME/IP-TP来保证数据不丢失;

最佳努力(Best Effort)选项表示只使用UDP来传输数据,不保证数据不丢失

本地(Local)选项表示只在本地节点内部传输数据,不涉及网络通信。

  • 优先级(Priority):指定通信数据在网络中的传输优先级,即当网络拥塞时,哪些数据优先发送或接收。优先级有16个等级,从0到15,数字越大表示优先级越高。
  • 资源限制(Resource Limit):指定通信数据在内存中占用的资源限制,即最多可以缓存多少条消息或多少字节的消息。资源限制可以防止内存溢出或者过期消息的堆积。
  • 时间过滤(Time Filter):指定通信数据在接收端的时间过滤条件,即只接收满足一定时间间隔或者时间戳要求的消息。时间过滤可以减少无用或者重复消息的处理开销。

someip通信的QoS是通过令牌桶机制来实现资源限制和时间限制的。令牌桶机制是一种流量控制方法,它可以根据不同的业务需求,为流量分配不同的优先级和带宽。令牌桶中的令牌数代表了允许发送的流量大小,当令牌桶中有足够的令牌时,流量可以被发送;当令牌桶中没有足够的令牌时,流量会被缓存或丢弃,从而达到限制流量的目的。¹²

someip通信的QoS可以在不同的层次上进行配置,例如基于接口、基于队列或基于MQCModular QoS Command-line)的流量整形²³ 不同的配置方式可以实现更细化的针对不同业务的差分服务。

someip通信的QoS有以下一些优点和缺点:

  • 优点:

someip通信的QoS可以根据不同的业务需求,为流量分配不同的优先级和带宽,从而提高网络效率和性能¹。
someip通信的QoS可以在不同的层次上进行配置,例如基于接口、基于队列或基于MQC的流量整形,实现更细化的针对不同业务的差分服务²。
someip通信的QoS可以支持多种通信方式,例如请求-响应、请求-无响应、事件通知、字段通知等,满足不同场景的通信需求³。

  • 缺点:

someip通信的QoS需要依赖于SOME/IP-SD协议来实现服务发现和订阅,这可能增加了网络开销和延迟¹。

someip通信的QoS需要进行序列化和反序列化的操作,这可能影响了数据传输的效率和准确性²。

someip通信的QoS可能存在兼容性和安全性的问题,需要遵循统一的规范和约束,以保证不同平台和系统之间的通信可靠性²。

参考链接:
(1) 车载以太网 - SOME/IP简介 - 知乎 - 知乎专栏. https://zhuanlan.zhihu.com/p/48424110.
(2) SOME/IP到底讲了什么 - 知乎 - 知乎专栏. https://zhuanlan.zhihu.com/p/186251698.
(3) 【自动驾驶】8. MDC通信架构 + DDS + SOME/IP - CSDN博客. https://blog.csdn.net/u011754972/article/details/119172299.

someip通信的QoS监控和调试可以参考以下内容:

  • someip通信的QoS监控可以通过使用SOME/IP-SD(Service Discovery)协议来实现,SOME/IP-SD是一种用于服务发现和订阅的控制协议,它可以帮助client和server之间动态地建立和断开连接,以及获取服务的状态和属性1。
  • SOME/IP-SD提供了两种动态发现服务的机制:Offer Service和Find Service。Offer Service是由server向网络上的其他节点广播它所提供的服务;Find Service是由client向网络上的其他节点请求可用的服务1。
  • SOME/IP-SD还支持Subscribe和Unsubscribe机制,用于client和server之间的事件通知。client可以通过Subscribe报文向server订阅某个事件组,server可以通过Event Notification或Field Notification报文向client发布事件内容。client也可以通过Unsubscribe报文取消订阅1。
  • someip通信的QoS调试可以通过使用专业的工具来实现,例如Vector提供了一款名为CANoe.SOME/IP的软件,它可以支持SOME/IP协议的分析、仿真、测试和诊断等功能2。
  • CANoe.SOME/IP可以实现以下功能2:
    • 通过配置文件或者AUTOSAR模型来定义SOME/IP服务和方法
    • 通过图形界面或者脚本来创建和发送SOME/IP报文
    • 通过过滤器、触发器、统计器等来分析和显示SOME/IP报文
    • 通过诊断功能来读写SOME/IP服务中的数据
    • 通过测试功能来验证SOME/IP服务的正确性和性能

TTL是Time To Live的缩写,是一种用于限制数据在计算机或网络中的生存时间或寿命的机制,可以作为一个计数器或时间戳附加到或嵌入到数据中,一旦达到预定的事件计数或时间跨度,数据就会被丢弃或重新验证²。

SOME/IP通信服务端和客户端的TTL的时间设置长短有以下影响:

  • TTL的时间设置过长,可能导致数据在网络中过度传输,占用带宽和资源,影响网络性能²。
  • TTL的时间设置过短,可能导致数据在到达目的地之前就被丢弃,造成数据丢失和不完整,影响通信质量²。
  • TTL的时间设置不一致,可能导致服务端和客户端之间的通信不同步,造成数据冲突和错误,影响通信可靠性³。

TTL参数设置需要注意以下方面:

  • 需要根据网络的拓扑结构、传输距离和延迟等因素,选择合适的TTL值,保证数据能够在有效时间内到达目的地²³。
  • 需要根据数据的重要性、实时性和变化性等因素,选择合适的TTL值,保证数据能够及时更新和反馈²³。
  • 需要根据服务端和客户端之间的协议和约定,选择一致的TTL值,保证数据能够正确解析和处理³。

希望这些信息对您有所帮助。

源:
(1) Analyzing and Securing SOME/IP Automotive Services with Formal and .... https://dl.acm.org/doi/fullHtml/10.1145/3465481.3465748.
(2) Time to live - Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Time_to_live.
(3) IP Time to Live (TTL) and Hop Limit Basics - Packet Pushers. https://packetpushers.net/ip-time-to-live-and-hop-limit-basics/.

配置TTL参数的方法可能有以下几种:

- 如果您使用的是Linux系统,您可以使用sysctl命令或直接修改/proc/sys/net/ipv4/ip_default_ttl文件来配置TTL参数³。例如,如果您想将TTL值设置为129,您可以运行以下命令:

sudo sysctl -w net.ipv4.ip_default_ttl=129

或者:

echo 129 | sudo tee /proc/sys/net/ipv4/ip_default_ttl

或者:

sudo bash -c 'echo 129 > /proc/sys/net/ipv4/ip_default_ttl'

如果您使用的是Windows系统,您可以使用reg命令或直接修改注册表中的DefaultTTL键来配置TTL参数。例如,如果您想将TTL值设置为129,您可以运行以下命令:

reg add HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters /v DefaultTTL /t REG_DWORD /d 129 /f

或者:

打开注册表编辑器(regedit.exe),找到HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters,双击DefaultTTL键,将数值数据改为129。

如果您使用的是SOME/IP协议,您可以使用专业的工具(如ETAS RTA-VRTE)来配置TTL参数¹²。

例如,如果您想将某个服务端或客户端的TTL值设置为1677,您可以在工具中找到相应的服务实例或客户端实例,修改其TTL属性为1677。

SOME/IP通信当服务端和客户端的数量变多,数据量变大的情况下,如何保障数据不丢包,可不可以为一个通信数据排优先级?_第1张图片

希望这些方法对您有所帮助。

源:
(1) How to change the default TTL of TCP/IP packets?. https://askubuntu.com/questions/667096/how-to-change-the-default-ttl-of-tcp-ip-packets.
(2) DNS TTL best practices: Understanding and configuring DNS TTL. https://www.ionos.com/digitalguide/server/configuration/understanding-and-configuring-dns-ttl/.
(3) Time-To-Live and Expiration — RabbitMQ. https://www.rabbitmq.com/ttl.html.

  1. SOME/IP 通信服务端和客户端的TTL值不一定需要设置成一样的,但是需要满足一定的条件。¹²
  2. TTL值是指服务端或客户端提供或订阅服务的有效时间,如果超过这个时间没有收到对方的更新消息,就认为对方不可用。¹
  3. 服务端和客户端的TTL值可以不同,但是需要保证客户端的TTL值大于服务端的TTL值,以避免客户端误判服务端不可用。²
  4. 另外,服务端和客户端的TTL值还需要考虑网络延迟和丢包等因素,以保证通信的可靠性。²

源:
(1) 一篇入门SOME/IP协议 - 知乎 - 知乎专栏. https://zhuanlan.zhihu.com/p/253077443.
(2) SOME/IP SD的通信行为 - 知乎 - 知乎专栏. https://zhuanlan.zhihu.com/p/103532115.
(3) SOME/IP通信协议-总结篇 - 知乎 - 知乎专栏. https://zhuanlan.zhihu.com/p/626401884.

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