以太网流量控制

以太网流量控制简述–连载2

全双工、半双工、CSMA/CD

首先需要清楚，CSMA/CD只是应用于半双工的以太网络中，如果把以太网络比喻成为车道，则半双工以太网可以理解成为一个双向的单车道，全双工以太网可以理解成为双向的双车道。

显然，在单车道上要让车辆双向行驶就必须使用车辆侦听/冲突避让机制（即载波侦听/冲突避让）；而在双车道的道路上，则不需要检测某个方向是否有车辆进入，即全双工以太网络不需要使用CSMA/CD机制。但这并不是说全双工以太网就不需要使用流量控制机制，一个很重要的原因就是，数据在传输的过程中需要经过大量的交换、路由设备，而交换、路由设备的性能是有限的，同样用道路来比喻的话，把一条道路的两端比喻成数据中心服务器和用户端，虽然道路可以是双车道而且畅通无阻，但是在道路上是有服务区、停车场、加油站等等配套设施的，而规则是车辆必须经过这些配套设施进行补给才能继续前行，而现实是配套设施的服务能力是有限的，此时就算在双车道上也必须要使用到流量控制机制。

在在全双工方式下，流量控制一般遵循IEEE 802.3X标准，是由交换机向信息源发送“pause”帧令其暂停发送。采用流量控制，使传送和接受节点间数据流量得到控制，可以防止数据包丢失。

802.3x的实现方法是，当交换机的缓冲区溢出时，交换机将生产一个“Pause”帧，即暂停帧，这个帧将会被发送到数据发送方，数据发送方就会暂停其数据发送过程。当缓冲器腾空时，交换机就会停止发送“Pause”帧，此时发送方就会重新开始发送数据。

在实际的网络中，尤其是一般局域网，产生网络拥塞的情况极少，所以有的厂家的交换机并

不支持流量控制。高性能的交换机应支持半双工方式下的反向压力和全双工的IEEE802.3x 流控。有的交换机的流量控制将阻塞整个LAN的输入，降低整个LAN的性能；高性能的交换机采用的策略是仅仅阻塞向交换机拥塞端口输入帧的端口，保证其他端口用户的正常工作。

Pause帧功能及操作

Pause帧只能用于控制以下设备之间的数据流：

一对端站；

一个交换机和一个端站；

交换机到交换机的链路。

Pause功能不能解决以下问题：

1、不能解决持续的网络拥塞，如果持续的流量超过了设备的设计能力，这是网络配置的问题，不是通过流量控制机制可以解决的问题。即：Pause功能不能解决持续性的过载。

2、不能提供端到端的流量控制，即pause功能只是解决局部的网络拥塞，不能协调在多个链路上的操作。

3、不能提供比简单的“停-启”更复杂的机制，特别是不直接提供基于信任的策略、基于速率的流量控制等，这些功能可能在以后提供。

该PAUSE帧利用一个众所周知的组播地址，它是不会被网桥和交换机转发的，这就意味着PAUSE帧不会产生附加信息量。

Pause帧指明了数据发送方在重新发送数据前需要等待的时间，当超出该时间后，发送方将会重新开始发送数据。Pause能禁止发送方发送数据，但并不影响MAC控制帧的发送。（例

如接受方同样可以再发送pause帧过来。）

已经发送了Pause帧的站，可以再发送一个暂停时间为0 的pause帧取消剩余的暂停时间。即新收到的pause帧将会覆盖之前正在执行的pause操作。

Pause操作使用的是标准的以太网MAC，所以是不可靠的，不能保证接收方一定能接受到帧进而执行pause操作，

Pause帧的语义

1、目的地址

目的地址是pause帧要到达的目的地。它总是包含一个保留的唯一的组播地址：0 1 - 8 0 -

C 2 - 0 0 - 0 0 - 0 1。

2、源地址包含了发送pause帧的站单播地址。

3、类型域类型域包含了所有M A C控制帧使用的保留值：0x8808。

4. MAC控制操作码和参数

pause帧的控制操作码是0 x 0 0 0 1。pause帧只带一个称为暂停时间(pause_ time)的参数。这个参数是2个字节的无符号整型值。它是发送方请求接收方停止发送数据帧的时间长度。