目前,国内外学术组织和自动化厂商纷纷开始了工业以太网的研究,并提出了基于Ethernet+TCP/IP的工业以太网标准,而这些标准并没有针对数据链路层提供完美的实时性解决方案,因此对其进行实时性能研究是十分必要的。基于锁相环原理与PID,并结合传输延迟的准确计算给出了一种精确、简单的分布式时钟同步算法。为了验证同步算法,构造了基于RTLinux的共享式以太网实验平台,设计实现了节点的实时网络通信子系统。实验表明,该同步算法在消除时钟漂移影响的同时获得了更高的同步精度和动态性能。时钟同步算法作为网络通信子系统的一个模块实现,为同步算法和分布式实时系统的研究奠定了基础。在详细描述交换式工业以太网的消息模型和系统模型的基础上,以Linux操作系统、PC机和多端口网卡ZX346Q设计并实现了仿真工业以太网交换机及相应的实验平台。仿真交换机提供了良好的编程实现接口,可以对调度算法的性能进行有效的验证和评价。在仿真交换机内部基于Linux流量控制机制实现了一种可区分实时数据和非实时数据的双通道工业以太网交换机模型。以MR-WRR队列规程为例,给出了具有一定通用性和可扩展性的队列规程的基本框架及相应的Linux内核编程方法。最后在所设计的交换式以太网实验平台上测试了仿真交换机交换引擎的相关性能,验证了双通道交换模型的有效性。