Ethernet Switch 網路

全雙工 Ethernet 網路（Full-Duplex Ethernet）是 IEEE 802.3x 在 1997 年所制定的標準。首先我們來回顧Ethernet Switch 傳輸線的特性。在 Ethernet Switch 的連接埠口之間訊框的轉送（交換器內部）已不再是 CSMA/CD 通訊協定規範的範圍內。又工作站（或集線器）連接到 Ethernet Switch 的連接埠上，它們之間的訊框傳送（交換器外部）也不是 CSMA/CD 通訊協定所規範。在 CSMA/CD 通訊協定裡主要規範是網路上每一個工作站不是在傳送資料就是在接收資料，所以，基本上 Ethernet 網路都屬於半雙工傳輸模式。

另外，由工作站和交換器的連接埠之間的連線來觀察，它們之間是專線的連接（點對點），是獨立的傳輸媒介而不是傳統 Ethernet 網路的共享媒介。因此，工作站（或集線器）和連接埠之間已經沒有碰撞偵測的需要，也沒有所謂二元指數後退演算法。一般連接線都採用兩對雙絞線，其中一對雙絞線在傳送訊框，而另一對雙絞線就是在接收訊號以判斷是否發生碰撞。因此 Ethernet Switch 就可以用這兩對雙絞線來做全雙工的傳輸，一對作傳送訊框，而另一對接收訊框，其運作模式如圖 8-25 所示。也因此一般網路卡或集線器也都有製作全雙工的功能，也會經過自動協商取得傳輸模式，如表 8-2 所示。一般網路卡或集線器要具有全雙工的運作模式，則必須連接到 Ethernet Switch 的連接埠上才有此功能。

對所有的通訊技術而言，當不同傳輸速率的節點互相傳輸資料時，都需要流量控制（Flow Control）機制。試想，一個傳輸速率較快的伺服器將資料傳送給速率較慢的用戶端電腦，如果用戶端來不及接收伺服器端所發送的資料，這時候如果沒有良好的流量控制，將會使資料遺失。同樣的，在交換器（或集線器）上各個連接埠都可經過連接工作站之間協商傳輸速率，因此每個埠口之間的傳輸速率可能不同（10 Mbps 或 100 Mbps），雖然每個連接埠皆有專屬的緩衝記憶體，但如果沒有流量控制機制，埠口之間轉送資料也可能使緩衝器超載而遺失資料。流量控制最簡單的構想是當接收端的緩衝記憶體快要滿時，立即通知傳送端暫停發送資料，等待緩衝器上的資料消化完時，在請傳送端繼續發送資料。但這個『暫停』（Pause）的訊號如何傳送給傳送端，這牽涉到它們之間的連線和運作模式（全雙工或半雙工），以下分別述之：

一般 Ethernet Switch 都有內建的處理機制，用來解決不同傳輸速率連接埠之間的訊框傳輸。這個機制包含了『反壓力』（Back Pressure）的運作構想。如果高速連接埠（100 Mbps）傳送訊框給較低速率的連接埠（10 Mbps），交換器除將訊框傳給目的埠外，同時也儘可能將來不及傳送出去的訊框儲存於緩衝記憶體內。一旦緩衝記憶體快要滿時，交換器便發出訊號給傳送端，要傳送端停止丟訊框過來。

如何反映訊號給傳送端，因半雙工傳輸模式還有一對雙絞線在偵測碰撞情形，我們就利用這對線回應訊號。回應的方法有兩種：(1) 交換器可在這對雙絞線上發送擾亂訊號（Jam signal），讓傳送端認為已經發生碰撞而停止發送訊框。(2) 利用載波感測（Carrier sense）機制，讓傳送端以為連接埠正忙碌著，而以為交換器正要傳送訊框過來而停止發送。這兩種方法都可以暫時讓傳送端停止發送訊框，讓交換器有時間消化完緩衝器內的訊框。

在全雙工模式下，兩對雙絞線皆在傳送訊框，就沒有辦法產生傳輸碰撞或傳輸感測機制來使傳送端暫停發送訊框。因此 IEEE 802.3x 標準為全雙工模式制定一個流量控制的發法。讓交換器傳送一個『暫停』（Pause）的訊框給傳送端，傳送端接收到（由接收雙絞線）該訊框後便暫停或中斷傳送訊框。這個暫停訊框如經過橋接器或交換器將不會被轉送到其他埠口。

暫停的訊框也可以拿來作頻寬管理使用，針對某些優先權較高的設備所連接的連接埠有訊框要傳送時，交換器如認為處理速度已來不及，這時候可以下暫停訊框給優先權較低的設備使其停止傳送，讓優先權較高的設備優先傳送。

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