CQF為(wèi)了支持确定性的(de)交換，TSN對802.1Q-2014标準進行(xíng)了擴充。其中單流過濾和(hé)管控機(jī)制（PSFP）中的(de)時間門控邏輯控制了時間敏感分組進入緩存隊列的(de)時間，而時間敏感流增強調度（EST）機(jī)制中的(de)輸出門控機(jī)制控制了分組離(lí)開輸出隊列的(de)時間。基于對PSFP和(hé)EST機(jī)制的(de)不同配置，TSN交換機(jī)可(kě)以實現多樣的(de)确定性轉發，滿足不同場景的(de)需求。      CQF是802.1Qch定義的(de)一(yī)種對PSPF和(hé)EST機(jī)制的(de)配置，可(kě)以通過簡單的(de)計算實現确定性的(de)轉發延時。CQF也是目前TSN規範中确定的(de)唯一(yī)配置方式。 一(yī)、CQF工作原理(lǐ)       盡管對PSFP和(hé)ETS功能進行(xíng)不同的(de)配置可(kě)以實現不同的(de)TSN控制，但CQF是目前TSN規範中給出的(de)唯一(yī)一(yī)個實現模型，其最大特點是計算和(hé)配置簡單，可(kě)以保證分組端到端交換的(de)确定性延時。    （1）延時保證
      CQF模型将全網時間劃分為(wèi)長(cháng)度為(wèi)d的(de)連續時間槽，用i，i+1…，i+N表示，若交換機(jī)S0在時間槽i中的(de)t1時刻從鏈路上接收到數據幀p，則必須在i+1時間槽中的(de)某個時刻t2輸出到鏈路上，如(rú)下圖所示。      假設t1和(hé)t2可(kě)在時間槽i和(hé)i+1中任意分布，因此幀p經S0交換的(de)延時t2-t1上限為(wèi)2d，下限為(wèi)0。同理(lǐ)，交換機(jī)S1必須在時間槽i+2中的(de)某個點t3完成交換并輸出到鏈路上，因此p經S0和(hé)S1交換機(jī)的(de)延時t3-t1最大為(wèi)3d，最小為(wèi)d。更為(wèi)一(yī)般的(de)，基于CQF模型，幀p在網絡中交換的(de)最大延時為(wèi)（h+1）*d，最小延時為(wèi)（h-1）*d，其中h為(wèi)傳輸路徑跳數。    （2）時間敏感幀的(de)處理(lǐ)      支持CQF模型的(de)交換機(jī)隻要在輸出端口為(wèi)時間敏感幀設置兩個由時間門控制的(de)隊列Q0和(hé)Q1。偶數時間槽，隊列Q0保存輸入端口接收的(de)幀（接收模式，不發送幀），同時隊列Q1發送在上一(yī)個奇數時間槽緩存的(de)數據幀（發送模式，不接收幀）；奇數時間槽，兩個隊列的(de)操作正好相反。因此，兩個隊列循環的(de)進行(xíng)分組緩存和(hé)調度輸出操作，這也是CQF名稱的(de)來由。       針對CQF轉發模型，PSFP和(hé)EST機(jī)制定義的(de)輸入門控表和(hé)輸出門控表示如(rú)圖所示。在偶數時間槽，按照T0表項定義的(de)動作執行(xíng)，在奇數時間槽，按照T1表項定義的(de)動作執行(xíng)，具體操作如(rú)下表所示。      顯然，根據上面操作，每個時間敏感分組在交換中的(de)延時不超過2個時間槽。當然設備間時間同步精度，非時間敏感幀傳輸占用輸出鏈路對時間敏感幀的(de)幹擾，鏈路上分配的(de)時間敏感業務量大小等因素都會對CQF模型中時間槽大小，Q0/Q1隊列長(cháng)度等參數的(de)選擇有(yǒu)影響，具體分析我們在後續文章(zhāng)中給出。 二、支持CQF的(de)交換機(jī)輸出接口模型    （1）隊列模型和(hé)入隊出隊控制      交換機(jī)每個輸出接口除了時間敏感流量外，還有(yǒu)其他非時間敏感流量，如(rú)best effort流量，帶寬預約流量等。為(wèi)此，802.1Q-2014 的(de)Annex I（Priority and drop precedence）定義了8個優先級隊列，分别緩存不同類型和(hé)優先級的(de)流量，其中Q7的(de)優先級最高(gāo)，其次是Q6，Q5…，優先級最低(dī)的(de)是Q1。802.1Q-2014規範中解釋了Q0優先級高(gāo)于Q1的(de)原因。主要是網卡默認發出的(de)best effort流量采用默認優先級0，對應Q0，而Q1用于存儲優先級最低(dī)的(de)背景流量，因此Q1的(de)調度優先級低(dī)于Q0。       為(wèi)支持CQF模型，可(kě)将其中的(de)兩個最高(gāo)優先級隊列Q7和(hé)Q6設置緩存時間敏感流量。此時的(de)交換機(jī)輸出接口模型如(rú)下圖所示。       由上圖可(kě)以看出以下幾點。
      一(yī)是優先級最高(gāo)的(de)Q7和(hé)第二高(gāo)的(de)Q6隊列用于存儲時間敏感流，而且隻有(yǒu)這兩個隊列需要入隊和(hé)出隊的(de)時間門控機(jī)制。由于不同的(de)時間敏感流數據可(kě)能具有(yǒu)不同的(de)發送周期（例如(rú)第一(yī)個流的(de)周期時125us，第二個流的(de)周期是250us），因此入隊控制需要不同的(de)門控邏輯。       二是Q5，Q4和(hé)Q3保存預約帶寬的(de)非時間敏感流量，其中Q5和(hé)Q4分别保存延時受限的(de)音頻和(hé)視(shì)頻流，因此調度優先級比Q3要高(gāo)。對于這些流量，在入隊控制時需要增加流量測量邏輯，避免由于來自(zì)多個輸入端口的(de)多個單流彙聚後的(de)流量超過輸出接口預約的(de)流量，同時在出隊需要增加整型邏輯，減小流量的(de)突發。       三是進出三個低(dī)優先級隊列Q2，Q0和(hé)Q1的(de)流量沒有(yǒu)任何控制。當然，在隊列将滿時，隊列管理(lǐ)邏輯會根據一(yī)定的(de)算法選擇分組丢棄。由于優先級低(dī)，這幾個隊列的(de)流量也不會影響時間敏感流量和(hé)預約帶寬的(de)流量。       四是輸出調度可(kě)采用絕對優先級調度。由于對高(gāo)優先級隊列采用了輸出時間門控和(hé)輸出整型機(jī)制，因此不會因為(wèi)異常到達的(de)高(gāo)優先級流量“餓死”低(dī)優先級的(de)流量。    （2）接口的(de)配置管理(lǐ)       CQF交換的(de)輸出接口是可(kě)管理(lǐ)的(de)，即用戶可(kě)以對優先級分類、入隊門控，出隊門控、入隊測量和(hé)輸出整型邏輯進行(xíng)配置管理(lǐ)。
      涉及的(de)主要數據結構包括入隊/出隊門控列表，流量測量和(hé)整型的(de)令牌桶參數，隊列管理(lǐ)參數等。我們将在後續文章(zhāng)中對CQF輸出接口的(de)配置管理(lǐ)抽象進行(xíng)進一(yī)步介紹。