CQF爲了(le)支持确定性的交換，TSN對(duì)802.1Q-2014标準進行了(le)擴充。其中單流過濾和(hé)管控機制（PSFP）中的時(shí)間門(mén)控邏輯控制了(le)時(shí)間敏感分組進入緩存隊列的時(shí)間，而時(shí)間敏感流增強調度（EST）機制中的輸出門(mén)控機制控制了(le)分組離開(kāi)輸出隊列的時(shí)間。基于對(duì)PSFP和(hé)EST機制的不同配置，TSN交換機可以實現(xiàn)多樣的确定性轉發，滿足不同場景的需求。      CQF是802.1Qch定義的一種對(duì)PSPF和(hé)EST機制的配置，可以通過簡單的計(jì)算(suàn)實現(xiàn)确定性的轉發延時(shí)。CQF也(yě)是目前TSN規範中确定的唯一配置方式。 一、CQF工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)       盡管對(duì)PSFP和(hé)ETS功能(néng)進行不同的配置可以實現(xiàn)不同的TSN控制，但(dàn)CQF是目前TSN規範中給出的唯一一個實現(xiàn)模型，其最大(dà)特點是計(jì)算(suàn)和(hé)配置簡單，可以保證分組端到(dào)端交換的确定性延時(shí)。    （1）延時(shí)保證
      CQF模型将全網時(shí)間劃分爲長度爲d的連續時(shí)間槽，用(yòng)i，i+1…，i+N表示，若交換機S0在時(shí)間槽i中的t1時(shí)刻從(cóng)鏈路上(shàng)接收到(dào)數據幀p，則必須在i+1時(shí)間槽中的某個時(shí)刻t2輸出到(dào)鏈路上(shàng)，如下(xià)圖所示。      假設t1和(hé)t2可在時(shí)間槽i和(hé)i+1中任意分布，因此幀p經S0交換的延時(shí)t2-t1上(shàng)限爲2d，下(xià)限爲0。同理(lǐ)，交換機S1必須在時(shí)間槽i+2中的某個點t3完成交換并輸出到(dào)鏈路上(shàng)，因此p經S0和(hé)S1交換機的延時(shí)t3-t1最大(dà)爲3d，最小(xiǎo)爲d。更爲一般的，基于CQF模型，幀p在網絡中交換的最大(dà)延時(shí)爲（h+1）*d，最小(xiǎo)延時(shí)爲（h-1）*d，其中h爲傳輸路徑跳數。    （2）時(shí)間敏感幀的處理(lǐ)      支持CQF模型的交換機隻要在輸出端口爲時(shí)間敏感幀設置兩個由時(shí)間門(mén)控制的隊列Q0和(hé)Q1。偶數時(shí)間槽，隊列Q0保存輸入端口接收的幀（接收模式，不發送幀），同時(shí)隊列Q1發送在上(shàng)一個奇數時(shí)間槽緩存的數據幀（發送模式，不接收幀）；奇數時(shí)間槽，兩個隊列的操作(zuò)正好(hǎo)相反。因此，兩個隊列循環的進行分組緩存和(hé)調度輸出操作(zuò)，這(zhè)也(yě)是CQF名稱的來(lái)由。       針對(duì)CQF轉發模型，PSFP和(hé)EST機制定義的輸入門(mén)控表和(hé)輸出門(mén)控表示如圖所示。在偶數時(shí)間槽，按照T0表項定義的動作(zuò)執行，在奇數時(shí)間槽，按照T1表項定義的動作(zuò)執行，具體操作(zuò)如下(xià)表所示。      顯然，根據上(shàng)面操作(zuò)，每個時(shí)間敏感分組在交換中的延時(shí)不超過2個時(shí)間槽。當然設備間時(shí)間同步精度，非時(shí)間敏感幀傳輸占用(yòng)輸出鏈路對(duì)時(shí)間敏感幀的幹擾，鏈路上(shàng)分配的時(shí)間敏感業務量大(dà)小(xiǎo)等因素都會(huì)對(duì)CQF模型中時(shí)間槽大(dà)小(xiǎo)，Q0/Q1隊列長度等參數的選擇有影響，具體分析我們在後續文(wén)章中給出。 二、支持CQF的交換機輸出接口模型    （1）隊列模型和(hé)入隊出隊控制      交換機每個輸出接口除了(le)時(shí)間敏感流量外(wài)，還有其他(tā)非時(shí)間敏感流量，如best effort流量，帶寬預約流量等。爲此，802.1Q-2014 的Annex I（Priority and drop precedence）定義了(le)8個優先級隊列，分别緩存不同類型和(hé)優先級的流量，其中Q7的優先級最高(gāo)，其次是Q6，Q5…，優先級最低(dī)的是Q1。802.1Q-2014規範中解釋了(le)Q0優先級高(gāo)于Q1的原因。主要是網卡默認發出的best effort流量采用(yòng)默認優先級0，對(duì)應Q0，而Q1用(yòng)于存儲優先級最低(dī)的背景流量，因此Q1的調度優先級低(dī)于Q0。       爲支持CQF模型，可将其中的兩個最高(gāo)優先級隊列Q7和(hé)Q6設置緩存時(shí)間敏感流量。此時(shí)的交換機輸出接口模型如下(xià)圖所示。       由上(shàng)圖可以看(kàn)出以下(xià)幾點。
      一是優先級最高(gāo)的Q7和(hé)第二高(gāo)的Q6隊列用(yòng)于存儲時(shí)間敏感流，而且隻有這(zhè)兩個隊列需要入隊和(hé)出隊的時(shí)間門(mén)控機制。由于不同的時(shí)間敏感流數據可能(néng)具有不同的發送周期（例如第一個流的周期時(shí)125us，第二個流的周期是250us），因此入隊控制需要不同的門(mén)控邏輯。       二是Q5，Q4和(hé)Q3保存預約帶寬的非時(shí)間敏感流量，其中Q5和(hé)Q4分别保存延時(shí)受限的音(yīn)頻和(hé)視(shì)頻流，因此調度優先級比Q3要高(gāo)。對(duì)于這(zhè)些(xiē)流量，在入隊控制時(shí)需要增加流量測量邏輯，避免由于來(lái)自(zì)多個輸入端口的多個單流彙聚後的流量超過輸出接口預約的流量，同時(shí)在出隊需要增加整型邏輯，減小(xiǎo)流量的突發。       三是進出三個低(dī)優先級隊列Q2，Q0和(hé)Q1的流量沒有任何控制。當然，在隊列将滿時(shí)，隊列管理(lǐ)邏輯會(huì)根據一定的算(suàn)法選擇分組丢棄。由于優先級低(dī)，這(zhè)幾個隊列的流量也(yě)不會(huì)影響時(shí)間敏感流量和(hé)預約帶寬的流量。       四是輸出調度可采用(yòng)絕對(duì)優先級調度。由于對(duì)高(gāo)優先級隊列采用(yòng)了(le)輸出時(shí)間門(mén)控和(hé)輸出整型機制，因此不會(huì)因爲異常到(dào)達的高(gāo)優先級流量“餓死”低(dī)優先級的流量。    （2）接口的配置管理(lǐ)       CQF交換的輸出接口是可管理(lǐ)的，即用(yòng)戶可以對(duì)優先級分類、入隊門(mén)控，出隊門(mén)控、入隊測量和(hé)輸出整型邏輯進行配置管理(lǐ)。
      涉及的主要數據結構包括入隊/出隊門(mén)控列表，流量測量和(hé)整型的令牌桶參數，隊列管理(lǐ)參數等。我們将在後續文(wén)章中對(duì)CQF輸出接口的配置管理(lǐ)抽象進行進一步介紹。