以太网端口工作模式的探讨

摘 要：文章通过一则实际的故障案例对以太网端口的工作模式进行一下探析，介绍了以太网端口的几种工作模式，从技术原理方面对其几种工作模式进行简单的分析，并以后的维护工作提出建议。

关键词：MSTP；Ethernet接口；工作模式；自协商

1 概述

随着通信技术的发展，特别是IP Over SDH/WDM技术的发展，MSTP技术的成熟，客户网络IP化的趋势越来越明显。以太网接入设备由于其价格低廉，并且可与客户局域网无缝连接，得到广泛的应用。重点客户的业务承载网络目前一般仍为SDH网络，但是用户端设备的接口已经由早期的E1、V35、POS口逐渐的向以太网Ethernet（光、电）接口转变，且Ethernet接口在电路末端接口中所占的比重逐渐加大。虽然以太接口接入承载网络比较简单，但是有些问题还是要注意，尤其是以太网接口的工作模式，我们通过一个故障案例来探讨一下。

2 故障案例

2.1 故障现象

德州气象局为德州联通的重点客户之一，各县气象局以10M以太网接口接入MSTP网络，10条10M电路在中心端汇聚成一条100M以太网电路接入市气象局交换机，备用电路为2M SDH电路。近期客户反映互联专线的速度很慢，ping测有丢包现象。

2.2 故障分析及处理

在市公司用户内网通过ping测各县气象局节点，发现有5%左右的丢包，采用2000Byte以上的大包测试时，丢包现象更严重。由于市气象局到每个县局都存在丢包现象，所以故障点应该在电路汇聚层到市气象局这一段，而这些电路在我们公司机房内都不落地，是直接时隙交叉到市气象局的中兴SDH设备上的，所以我们将重点放在中兴SDH设备和用户的核心交换机上。经过检查发现，中兴SDH设备上的MSTP以太接口模式设定为100M全双工（Full Duplex），用户核心交换机上联口模式设定为自协商模式（Auto-negotiation），但是查看用户交换机端口工作模式，却是100M半双工模式（Half Duplex）。

我们先把用户交换机端口强制设定为100M全双工后，故障消除，ping测各县局正常。至此故障处理完毕，问题就出在这里！为什么不能自适应到100M全双工模式呢？经过查阅资料，我们一起探讨一下以太网口的工作模式。

3 以太网端口工作模式

在以太网发展初期，整体工作速度是比较低的，主要的工作状态为半双工。基于这一基础，以及以太网的突出优点，以太网逐渐在技术上获得了突破。使以太网从半双工状态逐渐发展成为全双工以及万兆以太网。从互联网技术的发展规律来看，新的互联网标准都会对原有的标准进行兼容。

通过设置以太网口的工作模式来实现。其实主要就两个方面，一个是连接速度，一个是双工模式。固定速率，固定双工模式的比较好理解，我就给你固定死你是这个工作模式了，其它的你不能选。

自协商模式的定义主要可以表述为：

自动协商模式的定义主要出自802.3标准，其主要内容在于网络两端的设备可以根据自己需要确定工作模式，并对另一端的网络设备工作方式进行识别，做到根据对方网络设备的工作模式进行及时调整，最终达到相互匹配。从自动协商模式的实际工作来看，自动协商的工作模式其要点在于：

（1）网络设备可以自己发出上网命令，或者由用户发出数据信号。

（2）两端的网络设备将侦测到的上网模式信息存储到中间数据存储器中，便于下一步对上网信息进行分析。

（3）一端的网络设备可以根据中间数据存储器中的网络模式信息及时调整自己的上网模式和工作协议，做到及时准确的调整工作模式，满足网络兼容需要。

（4）在以太网两端端口协议互联的过程中，应重视两个端口的自适应能力，做到正确理解端口需要，并根据端口的工作需要及时调整工作模式，满足网络传输需要，最终达到提升网络传输能力，使网络工作模式能够相互匹配，提升网络数据传输水平。

但是在以太网的实际工作中，如果正在协商的两个端口在数据传输能力上差异较大，虽然也可以实现自动协商，但是数据传输效果并不会太理想。

通过对以太网数据传输过程分析可知，自动协商通常会发生以下问题：

（1）两端的自动协商必须是两个端口都具备相应的能力，如果一方不具备自动协商能力，自动协商模式都不可能出现。因此，在网络端口工作过程中，首先要确定端口的适应和调节能力。

（2）在两个端口间进行自动协商过程中，必须要保证两个端口没有被强制设定，如果有一个端口已经出现了强制设定的情况，那么这个端口就不可能出现自动连接的状态。因此，确保两个端口都处于自动连接状态，是提高端口连接质量和保证端口实现自动连接的关键。

（3）在自动协商过程中，还要保证两个端口在数据传输能力上是相匹配的，只有满足这一要求，才能保证自动协商取得积极效果，进而满足以太网传输需要。

4 结束语

通过以上案例的分析，我们对以太网所接口的工作模式有了更深入的了解，简要总结如下：

（1）无论以太网的传输速率多少，以太网的两个端口的工作模式必须是相同的，否则以太网将无法实现数据传输。

（2）如果以太网的两个端口工作模式不一致，也仅限于一端为固定工作模式而另一端为自协商工作模式，在这种模式下，以太网可以呈现出半双工模式，但是整体传输速率较低。

（3）从以太网的工作实际来看，以太网的两端不允许出现一端全双工模式而另外一端半双工模式，这样的连接方式不但无法提高传输流量，同时也会发生传输错误等现象，不利于数据传输的进行。

（4）只有在以太网的两个端口都设定为自协商工作模式，才能达到以太网的工作等级不断升高，进而满足数据传输。

此外，以太网在组网应用过程中，还要把握以下原则：

（1）对于重要的特殊设备的网络连接，通常要对以太网两端的端口工作模式进行强制规定，保持一致，避免自协商工作模式带来的混乱。

（2）除了重要的特殊设备之外，其他重要性较低的以太网连接，两端数据接口可以采用自协商机制。

（3）如果联网设备出现协商失败的现象，就要对两端端口的工作模式进行强制设定。