CQF為(wèi)了支持确定性的交换，TSN对802.1Q-2014标准进行了扩充。其中单流过滤和管控机制（PSFP）中的时间门控逻辑控制了时间敏感分(fēn)组进入缓存队列的时间，而时间敏感流增强调度（EST）机制中的输出门控机制控制了分(fēn)组离开输出队列的时间。基于对PSFP和EST机制的不同配置，TSN交换机可(kě)以实现多(duō)样的确定性转发，满足不同场景的需求。      CQF是802.1Qch定义的一种对PSPF和EST机制的配置，可(kě)以通过简单的计算实现确定性的转发延时。CQF也是目前TSN规范中确定的唯一配置方式。 一、CQF工作原理(lǐ)       尽管对PSFP和ETS功能(néng)进行不同的配置可(kě)以实现不同的TSN控制，但CQF是目前TSN规范中给出的唯一一个实现模型，其最大特点是计算和配置简单，可(kě)以保证分(fēn)组端到端交换的确定性延时。    （1）延时保证
      CQF模型将全网时间划分(fēn)為(wèi)長(cháng)度為(wèi)d的连续时间槽，用(yòng)i，i+1…，i+N表示，若交换机S0在时间槽i中的t1时刻从链路上接收到数据帧p，则必须在i+1时间槽中的某个时刻t2输出到链路上，如下图所示。      假设t1和t2可(kě)在时间槽i和i+1中任意分(fēn)布，因此帧p经S0交换的延时t2-t1上限為(wèi)2d，下限為(wèi)0。同理(lǐ)，交换机S1必须在时间槽i+2中的某个点t3完成交换并输出到链路上，因此p经S0和S1交换机的延时t3-t1最大為(wèi)3d，最小(xiǎo)為(wèi)d。更為(wèi)一般的，基于CQF模型，帧p在网络中交换的最大延时為(wèi)（h+1）*d，最小(xiǎo)延时為(wèi)（h-1）*d，其中h為(wèi)传输路径跳数。    （2）时间敏感帧的处理(lǐ)      支持CQF模型的交换机只要在输出端口為(wèi)时间敏感帧设置两个由时间门控制的队列Q0和Q1。偶数时间槽，队列Q0保存输入端口接收的帧（接收模式，不发送帧），同时队列Q1发送在上一个奇数时间槽缓存的数据帧（发送模式，不接收帧）；奇数时间槽，两个队列的操作正好相反。因此，两个队列循环的进行分(fēn)组缓存和调度输出操作，这也是CQF名称的来由。       针对CQF转发模型，PSFP和EST机制定义的输入门控表和输出门控表示如图所示。在偶数时间槽，按照T0表项定义的动作执行，在奇数时间槽，按照T1表项定义的动作执行，具體(tǐ)操作如下表所示。      显然，根据上面操作，每个时间敏感分(fēn)组在交换中的延时不超过2个时间槽。当然设备间时间同步精度，非时间敏感帧传输占用(yòng)输出链路对时间敏感帧的干扰，链路上分(fēn)配的时间敏感业務(wù)量大小(xiǎo)等因素都会对CQF模型中时间槽大小(xiǎo)，Q0/Q1队列長(cháng)度等参数的选择有(yǒu)影响，具體(tǐ)分(fēn)析我们在后续文(wén)章中给出。 二、支持CQF的交换机输出接口模型    （1）队列模型和入队出队控制      交换机每个输出接口除了时间敏感流量外，还有(yǒu)其他(tā)非时间敏感流量，如best effort流量，带宽预约流量等。為(wèi)此，802.1Q-2014 的Annex I（Priority and drop precedence）定义了8个优先级队列，分(fēn)别缓存不同类型和优先级的流量，其中Q7的优先级最高，其次是Q6，Q5…，优先级最低的是Q1。802.1Q-2014规范中解释了Q0优先级高于Q1的原因。主要是网卡默认发出的best effort流量采用(yòng)默认优先级0，对应Q0，而Q1用(yòng)于存储优先级最低的背景流量，因此Q1的调度优先级低于Q0。       為(wèi)支持CQF模型，可(kě)将其中的两个最高优先级队列Q7和Q6设置缓存时间敏感流量。此时的交换机输出接口模型如下图所示。       由上图可(kě)以看出以下几点。
      一是优先级最高的Q7和第二高的Q6队列用(yòng)于存储时间敏感流，而且只有(yǒu)这两个队列需要入队和出队的时间门控机制。由于不同的时间敏感流数据可(kě)能(néng)具有(yǒu)不同的发送周期（例如第一个流的周期时125us，第二个流的周期是250us），因此入队控制需要不同的门控逻辑。       二是Q5，Q4和Q3保存预约带宽的非时间敏感流量，其中Q5和Q4分(fēn)别保存延时受限的音频和视频流，因此调度优先级比Q3要高。对于这些流量，在入队控制时需要增加流量测量逻辑，避免由于来自多(duō)个输入端口的多(duō)个单流汇聚后的流量超过输出接口预约的流量，同时在出队需要增加整型逻辑，减小(xiǎo)流量的突发。       三是进出三个低优先级队列Q2，Q0和Q1的流量没有(yǒu)任何控制。当然，在队列将满时，队列管理(lǐ)逻辑会根据一定的算法选择分(fēn)组丢弃。由于优先级低，这几个队列的流量也不会影响时间敏感流量和预约带宽的流量。       四是输出调度可(kě)采用(yòng)绝对优先级调度。由于对高优先级队列采用(yòng)了输出时间门控和输出整型机制，因此不会因為(wèi)异常到达的高优先级流量“饿死”低优先级的流量。    （2）接口的配置管理(lǐ)       CQF交换的输出接口是可(kě)管理(lǐ)的，即用(yòng)户可(kě)以对优先级分(fēn)类、入队门控，出队门控、入队测量和输出整型逻辑进行配置管理(lǐ)。
      涉及的主要数据结构包括入队/出队门控列表，流量测量和整型的令牌桶参数，队列管理(lǐ)参数等。我们将在后续文(wén)章中对CQF输出接口的配置管理(lǐ)抽象进行进一步介绍。