IEEE802.1Qciとは

TSN（Time Sensitive Network）は、ネットワークに対する悪意の攻撃、ネットワークデバイスの故障 ⁄ 異常状態からの分離できるように、IEEE802.1Qci（Per-Stream Filtering and Policing）を採用しています。本コラムでは、IEEE802.1Qciの概要を説明します。

802.1Qci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。802.1Qciは、入力ポートにおけるストリームごとのフィルタリングおよびポリシングとも呼ばれ、フレームが属する特定のデータストリームに基づいてフレームフィルタリングポリシングの手順を指定する規格です。

既存のイーサネットでは、スイッチデバイスなどの入力ポートに帯域制限の機能がインプリメントされていますが、入力ストリームごとに、きめ細かく帯域制限を施すことができません。また、ストリームごとのフィルタリング機能もインプリメントされていません。 802.1Qci規格では、入力ストリームごとに帯域制限、フィルタリングする機能が規定しており、通信の安全性、ネットワークの堅牢性を向上させます。尚、 802.1Qciでは、ポリシング方式を使用した帯域制限を行います。

帯域制限の手法の１つです。ポリシングの他に代表的な帯域制限方式として、シェーピング方式があります。ポリシングとシェーピング方式の違いは、図1の通りです。ポリシングでは、トラフィックレートが制限値を超えると、トラフィックが廃棄されます。一方、シェーピングでは、トラフィックレートが制限値を超えても、トラフィックが廃棄されず、平滑化されます。

IEEE802.1Qciは、入力ポートにて、ストリームごとに、帯域制御及びフィグタリングの処理を可能にします。ストリームの区別は、ユーザ側で規定します。
入力ポートに入力されるEthernetフレームについて、例えば、宛先MACアドレスが ”xx.xx.xx.xx.xx.xx” のEthernetフレームをストリーム1，Ethernet Typeが “xxxx” のEthernetフレームをストリーム2、という形で、ストリームごとの定義を行います。

802.1Qciは、図2に記載の構成により、入力ポートにおけるストリームごとのフィルタリングとポリシングを実現します。入力ポートでEthernetフレームが受信され、そのEthernetフレームが、どのストリームに属するものかチェックされます。
図2のように、ストリーム1に属するEthernetフレームと判断された場合、Stream ID 1のStream Filter Blockに転送されます。そこで、Filter条件にあっているかどうか（例えば、Ethernet Frameのサイズがxx Byte以上）確認され、Filter条件にマッチしている場合は、Ethernetフレームは破棄されます。
Filter条件にマッチしていなければ、図2のとおり、Gate IDとして”1”が指定されているので、Gate IDが１のGateに転送されます。
Gate ID 1のGateは、オープンしているため、Ethernetフレームは、Gateを通過します。その後、Stream ID 1で、Meter ID 1と指定されているため、Ethernetフレームは、Meter ID 1のMeterに転送されます。Meterにて、ポリシングによる帯域制御が実施され、帯域のリミットをオーバーしなければ、送信Queueに格納されます。