作为当前备受工业产业界关注的核心和焦点,工业互联网目前已作为一项关键技术被各主要工业国家应用于工业领域。如“中国制造2025”以及德国“工业4.0”,都极大地促进了工业信息化和智能制造的发展,而智能制造的核心关键技术之一是工业通信,即为了满足快速、高效和个性化的产品需求,使用通信网络等将日常生产中的各环节串联起来,并实现信息化。然而由于网络时延性能直接影响到工业互联网的实时性和确定性,所以工业互联网的时延问题亟待解决,从而提高工控系统的运行效率。由于工业互联网中的数据信息的日新月异,传统工业以太网技术的扩展成本逐渐升高,已无法解决不同类型的数据流量在网络中共同传输所带来的拥塞和时延过高的问题。在传统以太网协议基础上发展而来的时间敏感网络（Time Sensitive Network,TSN）技术以及作为网络虚拟化代表的软件定义网络（Software Defined Network,SDN）,遵循标准的协议体系,具有更好的扩展性和互联互通优势,成为解决这一问题的热点技术。本论文面向工业应用,提出TSN和SDN融合方案,并研究如何缩短其中的时延和减小时延抖动,来解决工业互联网通信过程中不同优先级数据共同传输时队列拥塞和时延增大问题。本论文的创新点和主要工作概括为以下三个方面:1.针对工业互联网中不同优先级数据共同传输的问题,提出了一种E-TAS队列调度整形算法。该算法基于TSN相关协议标准,分类调度网络中不同优先级的数据并进行整形,将优先级最高的同步实时数据采取流预留的方式、优先级次之的非同步实时数据采取帧抢占的方式进行调度,将低优先级的非实时数据按其调度权重进行公平调度。算法可以有效地保障不同类型优先级的数据流量在网络中的时延要求,特别是对网络中高优先级的数据的时延要求的保障。2.提出一种基于OSI七层网络模型中数据链路层和网络层相结合的跨层网络时延优化方法。该方法将数据链路层中的E-TAS队列调度算法和网络层的基于时延的Dijkstra路由选择算法结合。通过同时缩短网络排队时延和传播时延来缩短网络整体端到端时延。在缩短时延的同时对时延抖动进行了控制,从而实现了网络总时延的优化。3.设计了 一种基于时间敏感软件定义网络（Time Sensitive Software Defined Network,TSSDN）的时延优化模型。该模型基于TSN协议标准和SDN技术,将所提出的跨层时延优化方法在TSSDN架构下进行了实现。将TSN网络中的部分协议在SDN网络中实现,同时发挥TSN的标准化优势和SDN数控分离的优势,使时延优化方法更加适合于工业应用实际。