Cyclic queuing and forwarding(CQF)는 브리지와 엔드 스테이션이 프레임을 큐에 넣고 큐를 비우는 절차를 주기적으로 맞춰 프레임 전송을 동기화하는 방식이다. IEEE 802.1Qch 프로젝트는 이 방식으로 혼잡 손실 없이 결정적인 지연을 얻는 것을 범위로 삼았다.[1] IEEE 802.1Qch-2017이 IEEE 802.1Q-2014의 개정(Amendment 29)으로 CQF를 넣었고, 이 개정은 IEEE 802.1Q-2018에 합쳐졌다.[2][3] IEEE 802.1 작업 그룹의 TSN 요약은 CQF를 지연 상한을 위한 도구로 분류한다.[4] IEEE 802.1Q-2022의 Annex T(참고)는 CQF가 초기 논의에서 불린 이름으로 Peristaltic Shaper를 제시한다.[5]
구성과 지연
CQF는 시간을 길이 의 번호 붙은 주기로 나눈다. 브리지가 주기 에 보낸 프레임은 다음 브리지가 같은 주기 안에 받고, 다음 주기 에 내보낸다. 이는 트래픽 클래스마다 브리지들과 거기 연결된 엔드 스테이션이 주기의 시작 시각과 길이 를 알려진 정확도로 똑같이 안다는 가정에서 출발한다.[5]
IEEE 802.1Qch-2017은 scheduled traffic과 PSFP로 CQF를 지원하는 방법을 IEEE 802.1Q-2014에 더했다.[3] IEEE 802.1Q-2022는 이 두 기능을 함께 설정해, 출구 포트마다 큐 두 개와 주기 타이머를 쓰는 구현을 제시한다. 짝수 주기에는 큐 1이 받은 프레임을 모으기만 하고 큐 2가 앞 홀수 주기에 모은 프레임을 내보내며, 홀수 주기에는 두 큐의 역할이 바뀐다. 받는 쪽에서 PSFP의 스트림 게이트는 주기마다 받은 프레임을 두 큐에 번갈아 보내고, 내보내는 포트의 게이트 제어 목록은 같은 주기로 한 큐의 게이트를 열고 다른 큐의 게이트를 닫기를 되풀이한다.[5]
홉 수를 라 하면 프레임이 겪는 지연은 최소 , 최대 다. 그래서 지연은 주기 길이와 홉 수만으로 정해지고, 토폴로지의 다른 특성이나 시간이 중요하지 않은 다른 트래픽의 간섭에 영향을 받지 않는다. 이는 프레임이 저마다 배정된 주기를 지킬 때만 성립한다. 주기 길이는 스트림의 class measurement interval 동안 받을 수 있는 데이터에 가장 긴 간섭 프레임 하나를 더한 만큼을 담을 수 있어야 하고, 프레임 선점을 지원하면 간섭 프레임 대신 가장 긴 조각을 더한다.[5]
NXP Real-time Edge 소프트웨어는 802.1Qch의 정의를 따라 IEEE 802.1Qbv와 IEEE 802.1Qci를 설정해 CQF를 구성하며, 이 CQF 설정은 기존 802.1Qbv 설정과 섞어 쓸 수 없다. NXP Real-time Edge 사용자 가이드에 따르면 CQF 설정에서 패킷은 경로의 노드마다 게이트가 열려 있는 시간(gate open time)만큼 지연된다. 모든 스트림의 cycle time 과 gate open time 은 같아야 하고, (은 자연수)이어야 한다.[6]
IEEE 802.1Qch 프로젝트 페이지에 따르면 CQF가 있으면 네트워크 토폴로지와 상관없이 브리지 네트워크를 지나는 결정적인 지연을 쉽게 계산할 수 있다. CQF는 기존 기법보다 네트워크 지연을 훨씬 쉽게 정하게 하고, 전달 변동을 줄인다.[1]