关于帧间距 IFG技术的讨论

1.什么是 IFG？（What）

IFG(Interframe Gap),帧间距，以太网相邻两帧之间的时间断；以太网发送方式是一个帧一个帧发送的，帧与帧之间需要间隙，即帧间距IFG也可称其为IPG (Interpacket Gap)。IFG指的是一段时间，不是距离，单位通常用微秒（μs）或纳秒（ns）。如下图所示：

图 1 帧间距

2.为什么需要IFG？（Why）

网络设备和组件在接收一个帧之后，需要一段短暂的时间来恢复并为接收下一帧做准备。

3.IFG的大小为多少？（Importance）

IFG的最小值是 96 bit time，即在媒介中发送96位原始数据所需要的时间，在不同媒介中IFG的最小值是不一样的：

不管 10M / 100M / 1000M 的以太网，两帧之间最少要有96bit；IFG_min=96bit/speed   (s)

则：10M_min:          9600 ns

      100M_min:         960 ns

1000M_min:        96 ns

4.如何使用IFG？（How）

举个具体例子说明，IFG在以太网的流控机制中解决速度匹配问题；

这里涉及到以太网的流控机制，如下图：

图 2以太网传输示例

 

1)     设备1以其自身的工作时钟(OSC1) 向设备2发送到待发数据；

2)     数据包进入设备2：

a)     经过时钟数据恢复器（CDR）的处理，从数据中提取时钟，并基于提取的时钟（CLK2），将数据包存入接收缓存，此时，CLK2和OSC1是同步的；

b)     数据从接收缓存，经过上层协议的处理，存入发送缓存；

3)     发送缓存以设备2的工作时钟(OSC2)发送数据，由于以太网是异步工作的，故OSC1和OSC2作为不同设备的本地时钟，并不能做到完全同频(以太网设备的工作时钟允许有正负50ppm的频差)，上图假设OSC1大于OSC2，那么设备2的接收的速度将大于发送的速度，如果接收缓冲满了，将造成丢包；

如何解决上述丢包问题？

在设备2的发送侧通过减小IFG(帧间距)来加快其发送有效数据包的速度，从而使得发送速度能跟上接收速度。

5.IFG在我们实际工作的应用？

这里主要提到Smartbit 6000C 在产测中的使用。

使用原理：

IFG增大，设备的有效速度减小，可以解决因速度过快丢包的问题；

IFG减小（但必须大于 96 bit time），设备的有效速度增大，可以解决因速度过慢导致测试超时的问题。

参考资料：

[1] 以太网流控机制及其基于VSC7323的实现. http://tech.c114.net/169/a266942.html

[2] Interframe gap Wikipedia. http://en.wikipedia.org/wiki/Interframe_gap

[3] thernet .http://www.cisco.com/en/US/docs/internetworking/technology/handbook/Ethernet.pdf