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以太网MAC协议书范本

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类型域包含了所有MAC控制帧使用的保留值:0x8808。 (4)数据域(包含MAC控制操作码和操作参数) PAUSE帧的控制操作码是0x0001。

PAUSE帧只带有一个操作参数,被称为暂停时间(Pause-time)。该参数是2字节长的无符号整型值,表示发送方请求接收方停止发送数据帧的时间长度。暂停时间以512bit时间为单位计算,即接收方需要实际暂停的时间为Pause-time乘以用当前数据率传输512比特的时间。

使用与传输速率相关的暂停时间而不是使用实际时间,有以下2个原因: (1)当以这种方式设定PAUSE操作时,可以认为是让发送者暂停发送与速率无关的若干比特,而不是暂停一段指定的时间。由于使用PAUSE功能的初衷是实现内存容量有限的交换机,当网络接口只剩下一定比特量的缓冲时,它发送一个PAUSE帧,并以剩下的比特量作为该帧的Pause-time参数,而不考虑使用什么样的速率。这可以简化某些设计。

(2)在半双工以太网中,冲突后退计数器的时间度量以时隙为增量。除1000Mb/s以外,所有数据速率的时隙都是传输512比特的时间。因为 PAUSE功能只能用于全双工链路,这个计数器(如果实现了的话)不再用于后退定时,因此可用它来做PAUSE定时,不需改变。

6.4流量控制的策略

为全双工链路流量控制提供的PAUSE机制只是一个工具。协议规范中定义了在发送和接收PAUSE帧时发生了什么动作,但没有说明设备何时应该进行流量控制以及何时恢复流量。下面将讨论实际实现的这些流量控制策略(flow control policy)问题。

流量控制的典型实现是在交换机中防止缓冲区溢出。它使交换机在不降低吞吐量的情况下,能够容纳平均水平的流量,同时还可防止短暂过载造成的丢帧,所有这些都不需要巨大的缓冲内存。这样的交换机,工作情况良好,成本并不昂贵,并可以适应各种流量变化。 (1)缓冲区阀值

一般的交换机为每个端口(输入队列)配置了一定数量的输入缓冲区。在交换机输出端口或交换结构接收某个帧之前,该帧一直保留在这个队列中。如图3. 7所示。

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从网络上来的帧

端口输入队列帧缓冲区n帧缓冲区n-1高水位线(当缓冲的帧超过这个帧时,发出PAUSE命令)帧缓冲区k低水位线(当缓冲的帧低于这个级时发出取消PAUSE的命令)帧缓冲区3帧缓冲区2帧缓冲区1输出到交换电路的帧

图 输入缓冲

根据流量模式和提供给交换机的总负载,帧在这个队列中经历了一段延时,

等待上载。在此期间,同一个端口上接收了更多的帧,从而使队列饱和。合理的流量控制策略应该在缓冲区达到预先定义的“高水位”(high water mark)时,发送一个带有非零Pause-time值的PAUSE帧,使交换机能够防止由于缓冲区不足而在输入端丢弃帧。当链路伙伴收到了PAUSE帧并阻塞时,交换机可以从这个输入队列中上载帧,并把它们转发到交换机的其他端口。当缓冲区中的帧少于预定义的“低水位标记”(low water mark)时,可通过发送带有0值Pause- time的PAUSE帧取消流量控制,并恢复正常操作。这样交换机可以不丢弃任何帧并达到最大容量。

高水位应该这样设置:在水位之上尚存在足够大的可用缓冲,它可以满足流水线中附加流量的需要。这个高水位与数据率、介质类型以及链路长度有关。类似地,为了避免缓冲区空闲,在低水位之下应该留有足够的空间,使得在缓冲区完全清空之前有帧到达。因为影响低水位的唯一因素只有PAUSE帧传输时间(512比特)、解码时间(512或1024比特)以及链路往返传播延迟,所以低水位之下的空间要比高水位之上的空间要小。至于溢出的情况,没有最长帧时间问题,因为根据定义在链路伙伴暂停发送期间不会有帧发送。 (2)PAUSE时间的选取

实现者需要选择PAUSE帧中的Pause-time应取什么样的值,它与采用的流

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量控制策略有关。实际上,在队列超过高水位时使用0xFFFF的Pause-time,而在队列低于低水位标记时使用0x0000,是一种相当可以接受的方法。因此,不需要任何启发式策略给Pause-time选取一个最优值。不同的流量控制策略可能通过仔细选择暂停时间来优化性能。

很重要的一点是,链路不能无限期地进行流量控制。高层协议可能依赖于在网络上传送的某些帧。如果出现长时间的流量控制,它们可能认为连接超时,并断开虚电路等等。特别是,生成树协议状态机(用来维护网桥/交换机式网络的无环路拓朴)的定时器将超时,因而会重新计算生成树并导致拓扑结构发生变化。 (3)对不可靠传递的对策

PAUSE帧能否传送到链路伙伴是无法保证的。它与链路上其他的帧具有相同的差错特性(虽然在一个良好的实现中,它们不会因为缓冲区不可用而丢失)。PAUSE帧发送方可以显式地处理这个问题,例如多次发送PAUSE帧。另一种方法是:流量控制机制并不总能工作,可以忽略PAUSE帧的丢失问题,把它当成一个普通帧看待,即它服从链路固有的帧丢失率。

无论如何,如果PAUSE帧未能成功传递,可能发生的最坏的情况是:流量控制没有进行,帧将被丢弃。这并不比链路上没有流量控制更糟糕。因为在这种情况下,高层协议和应用一定己经考虑了LAN上失帧的可能性。虽然性能可能明显下降,但维护了传递的正确性,应用能够相对正常地工作。假设PAUSE帧由于暂时的错误而丢失,系统应该能够迅速恢复到正常操作(包括流量控制),并保持无错的传送。

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..类型域包含了所有MAC控制帧使用的保留值:0x8808。(4)数据域(包含MAC控制操作码和操作参数)PAUSE帧的控制操作码是0x0001。PAUSE帧只带有一个操作参数,被称为暂停时间(Pause-time)。该参数是2字节长的无符号整型值,表示发送方请求接收方停止发送数据帧的时间长度。暂停
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