帧扩展和帧突发技术

2.5.4　帧扩展和帧突发技术

由于CSM A/CD机制的约束，发送站在发送帧的同时必须能够检测该帧在媒体上是否与其他帧发生了冲突，这就要求发送的帧应该有一个最短帧长的限制。最短帧长度与媒体的长度（表示了局域网的跨度）和数据的传输率之积成正比（见2.2节）。在10Mbps传输率情况下，以太网的最短帧长度是64字节或512位。在100Mbps传输率情况下，最短帧长度仍然是64字节，但相应的媒体长度受到较大限制。当传输速率提高到1Gbps时，最短帧长度如果仍然保持64字节不变的话，所允许的媒体长度将影响网络的实用性。为此，1Gbps以太网采用了帧扩展技术，以达到增加网络跨度的目的。

帧扩展技术的目标是不改变802.3标准所规定的最小帧长度。帧扩展技术在发送帧时检查帧的长度，当发送的帧的长度小于512字节时，发送站在发送完帧后再继续发送载波扩充位，一直到帧和载波扩充位的总长度达到512字节（如图2-26所示）。若帧长度大于512字节时，不发送载波扩充位。载波扩充位由一些非“0”非“1”的特殊符号组成。这种方法使得媒体上实际传输的帧的长度最短不会小于512字节，从而维持了原来的媒体长度或网络跨度，保证了1Gbps以太网的实用性。

图2-26　帧的扩展

帧扩展技术解决了网络跨度问题，但它也可能影响短帧的传输性能，因为载波扩充位实际上占用了网络的带宽。为此千兆网标准IEEE 802.3z中增加了称为帧突发技术的新机制以作弥补，达到提高网络带宽利用率的目的。

帧突发是CSM A/CD环境下的一个可选功能。在这个环境中，允许站点可以在线路上连续发送多个帧而不放弃对线路的控制，如图2-27所示。其他站点检测到该突发帧时，就认为线路上没有空闲时间。当一个站点需要发送几个短帧时，该站点先按照CSM A/CD协议发送第一个帧，该帧可能已附加了载波扩充位。一旦第一个帧发送成功，则具有帧突发功能的该站点就能够继续发送其他帧，直到帧突发的总长度达到1 500字节为止。为了在帧突发过程中能始终占用媒体，站点必须用载波扩充位填充帧与帧之间的间隔，使其他站点看到线路总是处在“忙”状态而不会发送帧。

为了避免网络上的某个站点长时间地占用媒体，帧突发技术使用“帧起始限制”参数控制帧突发的总长度。该长度必须小于1 500字节。如果第一个帧超过了该长度（帧的最大长度为1 518字节），则标准规定帧突发总长度必须小于3 000字节。

图2-27　帧突发过程