來源：TSNLAB 微信公眾號

很多時候人們會把TSN和由IEEE 802.1Qbv定義的TSN門控調度劃等號。關於這點我在很多場合很多途徑都不厭其煩的表達過，TSN是一係列技術的集合，Qbv門控隻是其中一項名聲很響亮的技術。從數據麵調度的角度，TSN還有幾種不同的調度方式。

當然，這不是我們今天話題的重點。我們今天就談Qbv門控調度以及如何理解門控調度的編排。

1.門控編排可以看做是一個純數學問題，學術界很熱衷於研究。

可以用道路交通舉例類比，如下圖所示：已知每個小汽車通過路口的時間（類比於存儲轉發時延+設備固有時延）
、從一個路口到下一個路口的時間（類比於鏈路時延），已知小汽車要求抵達機場的最晚時間（類比於時延需求）
，問如何在各個路口規劃讓哪個小汽車先通過（類比於TSN門控規劃，如讓小車A、B在路口甲分別進入隊列a
、隊列b，隊列a在1-2s開門，讓小車A通過
，隊列b在2.5-3.5s開門，讓小車B通過）。

在進行規劃的時候，有一個簡單的原則，就是“誰更著急
，讓誰先走；誰不著急，就可以等等”。

試想，在有幾百個路口、幾千台小車的情況下，這個問題確實會變得無比複雜。

2.實際場景的約束，帶來的是門控編排問題的極大簡化

約束1：不是所有“小車”都要保障。TSN相xiang比bi於yu當dang前qian的de總zong線xian類lei解jie決jue方fang案an而er言yan，最zui大da的de優you勢shi在zai於yu能neng為wei部bu分fen流liu提ti供gong確que定ding性xing低di時shi延yan服fu務wu的de同tong時shi
，混hun合he承cheng載zai其qi它ta流liu量liang。也ye就jiu是shi說shuo

，在zai進jin行xing門men控kong規gui劃hua時shi，我wo們men僅jin僅jin考kao慮lv關guan鍵jian流liu即ji可ke。

約束2：使用Qbv保障的流量都有穩定的周期特征。如果流量是音視頻類的
，有顯著的波動和突發特性，則適合使用異步QoS類調度
，TSN或者說802.1Q的標準轉發流程裏定義了優先級調度
、帶寬分配調度（如加權輪詢）
、CBS整形器、ATS整形器。如果流量是事件觸發的
，但對時延的要求又特別特別高的話，適合使用SP調度，視情況配合幀搶占甚至cut through轉發。

約束3：無法編排端側行為。也就是說，網絡（至少在短期內）不能決定，例如讓小車A在1s發車，小車B在2s發車

，這樣他們在路口自然就錯開了。因此，對於關鍵流，並不需要費勁心思把它們的報文編入不同的隊列，分配“誰先誰後”；而可以讓他們進入一個隊列，誰先到就趕緊先走。由於約束1的存在，網絡對於關鍵流而言，一定是輕載的。這時候，對於關鍵流量進行“你明明可以走，但我偏要你多等等
，這樣下一跳才不會有突發”的這種操作很可能“費力不討好”。在一跳上因為基於時間的整形多等了100us的話，可能“一輩子”都追不回來了。    也許在未來，更多的端側設備支持和網絡的協同編排後
，可以通過在端側合理的“負載分擔“
，即通過編排合理地把發送相位錯開，避免報文在網絡中突發到一起，從而進一步提高網絡性能和對關鍵流的容量。

3.Qbv時間整形器的本質：整的是非關鍵流報文，不是整關鍵流報文

這就好比，領導出行
，交通管製，從來我們都是紅燈，領導通行方向都是綠燈。同樣，Qbv提ti升sheng關guan鍵jian流liu時shi延yan性xing能neng保bao障zhang的de關guan鍵jian
，就jiu是shi要yao避bi免mian低di優you先xian級ji對dui高gao優you先xian級ji報bao文wen的de阻zu擋dang
，即ji在zai高gao優you先xian級ji報bao文wen到dao來lai之zhi前qian
，把ba低di優you先xian級ji的de隊dui列lie關guan閉bi。而er高gao優you先xian級ji隊dui列lie要yao不bu要yao關guan，什shen麼me時shi候hou關guan，並bing不bu重zhong要yao
，高gao優you先xian級ji隊dui列lie一yi直zhi開kai著zhe門men

，又you有you什shen麼me影ying響xiang呢ne（就像SP調度裏麵，高優先級永遠是高優先級，又有什麼關係呢），無wu非fei大da家jia一yi起qi開kai門men的de時shi候hou
，繼ji續xu使shi用yong優you先xian級ji或huo輪lun詢xun調tiao度du而er已yi，帶dai寬kuan不bu會hui被bei浪lang費fei。如ru果guo真zhen的de餓e死si了le低di優you先xian級ji，要yao麼me就jiu是shi因yin為wei高gao優you先xian級ji確que實shi要yao占zhan用yong足zu夠gou多duo的de帶dai寬kuan，那na沒mei辦ban法fa，擴kuo容rong吧ba；要麼是因為高優先級的端側行為錯誤
，那這個屬於入口policing的任務（如Qci），而不是出口調度器的任務。   下圖是一個門控示例，在每個周期內根據關鍵報文要到達的時間相位規劃了兩個“特快通道”時隙。

與此同時，嚴格優先級調度雖然是一種簡單有效的調度方法，但是，一個1500Byte的低優先級以太幀，在100M
、1G帶寬上，最多可以給高優先級關鍵流量帶來120us


、12us的時延。不要小看這點時延，在工業控製的角度，尤其是對於控製精度要求最高的同步運動控製等場景

，可能會造成很大的影響。

讀完這篇，請先消化一下；下一篇，我們會結合一個具體案例來講解。