트래픽 클래스(traffic class)는 IEEE 802.1Q 브리지 포트가 출구에서 프레임을 담는 큐의 단위로, 포트가 지원하는 트래픽 클래스마다 큐가 하나씩 대응한다.[1] IEEE 802.1Q-2022는 포트가 트래픽 클래스를 1개부터 8개까지 둘 수 있게 하고, 트래픽 클래스 번호를 0부터 7까지로 두며 번호가 클수록 우선순위가 높다고 정한다.[2]
우선순위와 트래픽 클래스의 대응
이 표준은 프레임의 우선순위를 0부터 7까지로 두고, 이를 VLAN 태그의 3비트 PCP(Priority Code Point) 필드에 싣는다.[2] 브리지 포트는 우선순위를 트래픽 클래스로 옮기는 표를 두며[1], 이 표는 우선순위마다 트래픽 클래스 하나를 대응시킨다.[2] 이 표준은 이 표의 항목을 읽고 쓸 수 있는 관리 객체로 정하지만, 장치가 쓰기를 지원하기를 요구하지는 않는다.[3]
이 표준은 credit-based shaper를 지원하지 않는 구현에 대해, 포트가 쓸 수 있는 트래픽 클래스 수마다 우선순위를 트래픽 클래스로 옮기는 권장 대응을 둔다. 이 권장 대응에서 우선순위 0이 기본값이다. 트래픽 클래스 수를 이라 하면, 일 때 우선순위 1은 우선순위 0보다 낮은 트래픽 클래스로 가고, 일 때 두 우선순위는 같은 트래픽 클래스로 간다. credit-based shaper를 지원하는 구현의 대응은 이 표준이 따로 정한다.[4]
전송 선택
포트는 지원하는 트래픽 클래스마다 전송 선택 알고리즘 하나를 지정하고, 그 알고리즘이 트래픽 클래스의 큐에서 내보낼 프레임을 고른다.[1] 이 표준은 알고리즘마다 아래처럼 정수 식별자를 붙인다.[5]
| 식별자 | 알고리즘 |
|---|---|
| 0 | strict priority[5] |
| 1 | credit-based shaper[5] |
| 2 | ETS(Enhanced Transmission Selection)[4] |
| 3 | ATS 전송 선택 알고리즘[4] |
| 4~254 | 앞으로의 표준화를 위해 남겨 둔 값[4] |
| 255 | DCBX(Data Center Bridging Exchange)와 함께 쓰는 벤더 고유 알고리즘. 아래 4옥텟 벤더 고유 값과 따로 둔다.[4] |
| 256 이상의 4옥텟 값 | 벤더 고유 알고리즘. 상위 3옥텟에는 OUI(Organizationally Unique Identifier)나 CID(Company ID)가, 하위 1옥텟에는 그 소유자가 정한 값이 들어간다.[5] |
strict priority는 우선순위가 높은 큐부터 전송하는 스케줄링으로, 낮은 우선순위 큐는 그보다 높은 우선순위 큐에 보낼 패킷이 없을 때만 전송한다.[6][7] IEEE 802.1Q-2022는 모든 브리지가 strict priority를 기본 전송 선택 알고리즘으로 지원하도록 요구한다. 이 표준은 포트가 어느 알고리즘을 쓰든 한 트래픽 클래스의 큐에서 프레임을 고르되, 그 큐의 알고리즘이 보낼 프레임이 있다고 판단하고 번호가 더 높은 모든 트래픽 클래스의 큐에 보낼 프레임이 없을 때만 고르도록 정한다. strict priority 큐는 프레임이 하나라도 있으면 보낼 프레임이 있다고 본다. 같은 포트로 받은 프레임 가운데 VID(VLAN Identifier), 우선순위, 주소 조합이 같은 프레임은 받은 순서를 지켜야 하고, strict priority와 credit-based shaper는 큐에서 프레임을 고를 때 이 순서를 지킨다.[4]
Credit-based shaper는 큐가 내보내는 속도를 그 큐에 예약한 대역폭까지로 제한한다.[6][8] IEEE 802.1Q-2022는 이 알고리즘이 뜻대로 동작하려면 credit-based shaper를 쓰는 트래픽 클래스가 strict priority를 쓰는 어느 트래픽 클래스보다도 번호가 커야 한다고 정한다.[4]
IEEE 802.1Q의 scheduled traffic은 포트의 트래픽 클래스마다 열림과 닫힘 두 상태를 가진 게이트를 두고[9], 게이트가 닫힌 큐의 프레임은 전송에 뽑히지 않는다.[4]
우선순위만으로 전송을 고르면, 낮은 우선순위 프레임이 이미 전송 중일 때 높은 우선순위 프레임은 그 전송이 끝나야 매체에 접근하므로 최대 크기 프레임 하나만큼 늦게 전송을 시작할 수 있다. 이런 지연이 홉마다 생기면 쌓인 지연이 받아들일 수 없을 만큼 커질 수 있다.[4] 이처럼 시간이 중요하지 않은 큰 프레임이 먼저 전송을 시작하면 시간이 중요한 프레임의 지연이 크게 늘어난다. 프레임 선점은 시간이 중요하지 않은 프레임의 전송을 멈추고 시간이 중요한 프레임을 먼저 보낸 뒤 멈춘 프레임을 이어 보내, 시간이 중요한 프레임의 지연을 줄인다.[10][11]