以太網端口工作模式的探討

摘 要：文章通過一則實際的故障案例對以太網端口的工作模式進行一下探析，介紹了以太網端口的幾種工作模式，從技術原理方面對其幾種工作模式進行簡單的分析，并以后的維護工作提出建議。

關鍵詞：MSTP；Ethernet接口；工作模式；自協商

1 概述

隨著通信技術的發展，特別是IP Over SDH/WDM技術的發展，MSTP技術的成熟，客戶網絡IP化的趨勢越來越明顯。以太網接入設備由于其價格低廉，并且可與客戶局域網無縫連接，得到廣泛的應用。重點客戶的業務承載網絡目前一般仍為SDH網絡，但是用戶端設備的接口已經由早期的E1、V35、POS口逐漸的向以太網Ethernet（光、電）接口轉變，且Ethernet接口在電路末端接口中所占的比重逐漸加大。雖然以太接口接入承載網絡比較簡單，但是有些問題還是要注意，尤其是以太網接口的工作模式，我們通過一個故障案例來探討一下。

2 故障案例

2.1 故障現象

德州氣象局為德州聯通的重點客戶之一，各縣氣象局以10M以太網接口接入MSTP網絡，10條10M電路在中心端匯聚成一條100M以太網電路接入市氣象局交換機，備用電路為2M SDH電路。近期客戶反映互聯專線的速度很慢，ping測有丟包現象。

2.2 故障分析及處理

在市公司用戶內網通過ping測各縣氣象局節點，發現有5%左右的丟包，采用2000Byte以上的大包測試時，丟包現象更嚴重。由于市氣象局到每個縣局都存在丟包現象，所以故障點應該在電路匯聚層到市氣象局這一段，而這些電路在我們公司機房內都不落地，是直接時隙交叉到市氣象局的中興SDH設備上的，所以我們將重點放在中興SDH設備和用戶的核心交換機上。經過檢查發現，中興SDH設備上的MSTP以太接口模式設定為100M全雙工（Full Duplex），用戶核心交換機上聯口模式設定為自協商模式（Auto-negotiation），但是查看用戶交換機端口工作模式，卻是100M半雙工模式（Half Duplex）。

我們先把用戶交換機端口強制設定為100M全雙工后，故障消除，ping測各縣局正常。至此故障處理完畢，問題就出在這里！為什么不能自適應到100M全雙工模式呢？經過查閱資料，我們一起探討一下以太網口的工作模式。

3 以太網端口工作模式

在以太網發展初期，整體工作速度是比較低的，主要的工作狀態為半雙工。基于這一基礎，以及以太網的突出優點，以太網逐漸在技術上獲得了突破。使以太網從半雙工狀態逐漸發展成為全雙工以及萬兆以太網。從互聯網技術的發展規律來看，新的互聯網標準都會對原有的標準進行兼容。

通過設置以太網口的工作模式來實現。其實主要就兩個方面，一個是連接速度，一個是雙工模式。固定速率，固定雙工模式的比較好理解，我就給你固定死你是這個工作模式了，其它的你不能選。

自協商模式的定義主要可以表述為：

自動協商模式的定義主要出自802.3標準，其主要內容在于網絡兩端的設備可以根據自己需要確定工作模式，并對另一端的網絡設備工作方式進行識別，做到根據對方網絡設備的工作模式進行及時調整，最終達到相互匹配。從自動協商模式的實際工作來看，自動協商的工作模式其要點在于：

（1）網絡設備可以自己發出上網命令，或者由用戶發出數據信號。

（2）兩端的網絡設備將偵測到的上網模式信息存儲到中間數據存儲器中，便于下一步對上網信息進行分析。

（3）一端的網絡設備可以根據中間數據存儲器中的網絡模式信息及時調整自己的上網模式和工作協議，做到及時準確的調整工作模式，滿足網絡兼容需要。

（4）在以太網兩端端口協議互聯的過程中，應重視兩個端口的自適應能力，做到正確理解端口需要，并根據端口的工作需要及時調整工作模式，滿足網絡傳輸需要，最終達到提升網絡傳輸能力，使網絡工作模式能夠相互匹配，提升網絡數據傳輸水平。

但是在以太網的實際工作中，如果正在協商的兩個端口在數據傳輸能力上差異較大，雖然也可以實現自動協商，但是數據傳輸效果并不會太理想。

通過對以太網數據傳輸過程分析可知，自動協商通常會發生以下問題：

（1）兩端的自動協商必須是兩個端口都具備相應的能力，如果一方不具備自動協商能力，自動協商模式都不可能出現。因此，在網絡端口工作過程中，首先要確定端口的適應和調節能力。

（2）在兩個端口間進行自動協商過程中，必須要保證兩個端口沒有被強制設定，如果有一個端口已經出現了強制設定的情況，那么這個端口就不可能出現自動連接的狀態。因此，確保兩個端口都處于自動連接狀態，是提高端口連接質量和保證端口實現自動連接的關鍵。

（3）在自動協商過程中，還要保證兩個端口在數據傳輸能力上是相匹配的，只有滿足這一要求，才能保證自動協商取得積極效果，進而滿足以太網傳輸需要。

4 結束語

通過以上案例的分析，我們對以太網所接口的工作模式有了更深入的了解，簡要總結如下：

（1）無論以太網的傳輸速率多少，以太網的兩個端口的工作模式必須是相同的，否則以太網將無法實現數據傳輸。

（2）如果以太網的兩個端口工作模式不一致，也僅限于一端為固定工作模式而另一端為自協商工作模式，在這種模式下，以太網可以呈現出半雙工模式，但是整體傳輸速率較低。

（3）從以太網的工作實際來看，以太網的兩端不允許出現一端全雙工模式而另外一端半雙工模式，這樣的連接方式不但無法提高傳輸流量，同時也會發生傳輸錯誤等現象，不利于數據傳輸的進行。

（4）只有在以太網的兩個端口都設定為自協商工作模式，才能達到以太網的工作等級不斷升高，進而滿足數據傳輸。

此外，以太網在組網應用過程中，還要把握以下原則：

（1）對于重要的特殊設備的網絡連接，通常要對以太網兩端的端口工作模式進行強制規定，保持一致，避免自協商工作模式帶來的混亂。

（2）除了重要的特殊設備之外，其他重要性較低的以太網連接，兩端數據接口可以采用自協商機制。

（3）如果聯網設備出現協商失敗的現象，就要對兩端端口的工作模式進行強制設定。