工厂内网分为信息网和控制网,二者都基于以太网进行工作。由于以太网的不可靠传输机制,非实时的信息流与实时的控制流无法在同一网络中传输,两张网络相互隔离。随着工业互联网的发展,工厂面临新一轮的产业结构升级,工厂内网需要深度融合。时间敏感网络在支持控制流的传输确定性需求的同时兼容标准以太网,是未来工厂内网融合的关键技术,然而目前其标准发布仍不完善。面对工厂内网融合的迫切需求,本文结合时间敏感网络相关标准,设计并实现了基于流量整形的时间敏感路由机制,该机制可实现时间敏感网络的功能。时间敏感路由机制通过两个环节实现对流量传输的定制化服务,分别为路径选择环节和流量整形环节。路径选择由路由策略决定,工厂混合业务流传输需求各异,传统的路由策略无法针对性地为其提供选路服务,而本文设计了一种适用于工业场景的基于“跳数”与“带宽”可变权重的路由策略,该路由策略结合工厂流量类型分析流量传输对实时性和可用带宽的需求,在路由层面转化为对经过交换机的跳数和对可用带宽的需求权重,从而对路径进行综合评估,最终能够为各类工厂流量提供贴近传输需求的路径选择。在传输路径上的网卡发送端,本文将网卡发送队列划分类型,以内核优先级字段为媒介设计引导对应类型的流量进入指定发送队列的方法。设计实时流整形配置规划算法,配合添加在实时流队列的门控机制,为实时流划分时间片传输,使其传输的端到端时延可控。设计音视频流整形配置规划算法,配合添加在音视频流队列的基于信用值的整形机制,使音视频流向网络中平滑发送数据。流量整形环节的设计是本文保障工厂各个流量传输需求的根本手段。为搭载时间敏感路由机制,本文搭建了软件定义的集中式网络,设计了包含信息采集服务、路径选择服务、流量整形服务的集中控制器。该控制器可以采集流量及网络资源信息,为工厂流量进行定制化服务,并通过本文设计的两条配置下发通路将服务配置下发到交换机。最后,本文对时间敏感路由机制进行测试,结果表明,该路由机制能够支持工厂混合业务流量的传输需求,在保障实时性流量确地性传输的同时,兼容其他非实时性流量的传输工作。本文的工作对工厂内网的融合有着重要意义。