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從誕生之日起，用戶就希望10G以太網(wǎng)在將性能提高十倍的同時，能保持與10/100/1000Mbps以太網(wǎng)的向后兼容性和全面的互操作性。
在802.3ae標準中，獲得十倍的性能提升并不像看起來那樣簡單。10/100/1000Mbps與10G以太網(wǎng)MAC層之間存在的一項關(guān)鍵差異，影響到10G以太網(wǎng)接口提供10Gbps的線速性能。802.3ae標準的制訂者詳細說明了三種解決這個問題的方式。
10G以太網(wǎng)MAC內(nèi)部的關(guān)鍵差異
在10/100和千兆以太網(wǎng)中，MAC層以線性方式運行，數(shù)據(jù)串行進入和離開MAC層，所有的數(shù)據(jù)都具有嵌入在數(shù)據(jù)流內(nèi)部的起始與結(jié)束控制信息(包括計時和同步信息)。10G以太網(wǎng)的MAC層則要復(fù)雜得多。
為取得10Gbps的寬帶速率，IEEE改變了MAC層解釋信令的方式。10G以太網(wǎng)MAC層在解釋數(shù)據(jù)時并行運行，而非生成串行流。每條傳輸與接收路徑都由四條數(shù)據(jù)通道構(gòu)成，被分割為字節(jié)的數(shù)據(jù)流以循環(huán)方式分配到編號為0到3的四條通道上。
以太網(wǎng)幀具有明確定義的起始與結(jié)束邊界，即分隔符。這些邊界由特殊字符和一個指示數(shù)據(jù)包之間最小間隔量或空閑時間的12字節(jié)長度的包間縫隙(IPG)標記。由于10G以太網(wǎng)MAC層的并行本質(zhì)，預(yù)測前一個數(shù)據(jù)流的結(jié)束字節(jié)落入到哪條通道中是不可能的。這使得找到起始位(保持計時和同步的必要條件)更加困難。802.3ae標準規(guī)定了一個絕妙的解決辦法：“起始控制字符”，即新數(shù)據(jù)幀的每一個字節(jié)，必須對準“通道0”。但是，這個解決辦法使MAC處理IPG的方法變得復(fù)雜，從而直接影響到性能。IEEE為廠商提供了以下三種解決方式。
增加IPG的填充
如果前一個包的結(jié)束字符落入到12字節(jié)IPG的第12個縫隙中，那么MAC層什么都不做，保持12字節(jié)的最小IPG，下一個包的起始字符自動對準“通道0”的位置A。但是，如果前一個包的結(jié)束字符落在其他位置上，MAC層必須分別向IPG添加字節(jié)，以保證下一個包的起始字符恰好對準“通道0”的位置A。這種作法導(dǎo)致了長度范圍為12到15字節(jié)的最小IPG(最小12字節(jié)加額外的填充)。
縮減IPG
在向IPG填充字節(jié)、保證起始字符對準位置A后，MAC刪除中間列的空閑字符。這種作法導(dǎo)致長度范圍從8到11字節(jié)的IPG。通過刪除中間列的空閑字符減少10G以太網(wǎng)IPG，可將10G以太網(wǎng)鏈路上的可用帶寬根據(jù)包長度最多增加5%。
平均IPG
這種選擇采用前兩種方式的組合，并增加了一個虧損額空閑計數(shù)器。后者跟蹤記錄增加的或刪除的空閑字節(jié)的數(shù)量。在某些情況下，MAC層將添加字節(jié)，在另一些情況下，刪除字節(jié)。經(jīng)過一段相當長時間后，最終結(jié)果將是平均的12字節(jié)最小10G以太網(wǎng)IPG。平均10G以太網(wǎng)IPG保證了10G以太網(wǎng)提供100%的可用寬帶，使連接保持零損失線速性能。
摘自《網(wǎng)絡(luò)通信》
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