802.1Qbvとは

802.1Qbvは、イーサネットネットワーキングに関連するIEEE 802.1規格の1つです。 この規格は、タイムセンシティブなトラフィック（たとえば、オーディオやビデオストリーミングなど）を 効率的に処理するためのタイムセンシティブネットワーキングの要件を満たすために開発されました。

802.1Qbvの必要性

802.1Qbvの具体的な説明の前に、既存のトラフィックの出力制御方法の問題点から見ていきましょう。
既存のイーサネットでも、イーサーネットフレームにプライオリティの情報を付加し、 レイヤー2のスイッチングハブで各イーサーネットフレームのプライオリティビットの値に準じて通信の優先制御を実施することは可能です。 （スイッチングハブの構成例及びイーサーネットフレーム上のプライオリティビットについては、図1及び図2をご参照ください。）
しかしながら、これはあくまでもフレーム送信順の優先制御のみを実現し、スイッチングハブをまたいだ機器間の通信について、 図3のとおり、送信すべきときに送信できないケースがあり、一定時間以内に、宛先機器に、イーサーネットフレームが届くことを予測できません。

①8つのOutput Queueが存在します。
②イーサーネットフレームののVLAN TAGのPriority Bitの値に基づき、出力するイーサネットフレームを、どのQueueに格納するか決定します。

Priority Code Point(PCP)ビットフィールドの値により、8つのQueueのうち、どのQueueに格納するか決定されます。

一方、802.1Qbvの基本コンセプトは、既存のQueueの仕組みに対する保護Windowの追加です。
どのタイミングで、どのゲートをOpen, Closeとするか、ゲートコントロールリストにより制御されます。
ゲートコントロールリストでは、各保護Windowに対して、送信可能とするQueue、及び送信可能期間、について設定されます。
各Queueのイーサーネットフレームは、一定時間内に宛先機器に届くとの予測が可能になります。

ゲートコントロールリスト基づく送信例を、図5に示します。
ゲートコントロールリストのスケジュール従い、各保護Window期間は、スケジュールされたQueueのみ、送信動作が可能になります。

出力ポートからの送信は、図6のようになります。

まとめ

本コラムでは、802.1Qbv(Enhancements for Schedule Traffic)について、説明しました。
次回掲載のコラムでは、802.1Qbu(Frame Preemption)について説明します。