[发明专利]双工模式匹配方法与装置、通信系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术，尤其是一种双工模式匹配方法与装置、通信系统。 

背景技术

以太网是由美国电气与电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers，以下简称：IEEE)标准化的一种局域网连接技术。目前，主流应用的以太网连接媒介主要是光纤和非屏蔽双绞线(Unshielded Twisted Paired，以下简称：UTP)两种。其中，由于光纤和激光收发器价格昂贵，实现光纤连接的成本很高，因此，光纤连接主要用于园区骨干网络的连接。相对而言，UTP价格低廉，并且安装方便，因此，在对成本敏感的桌面连接(即：个人计算机或数据服务器等数据终端设备接入到网络交换机的连接)领域得到了较为广泛的应用。 

根据IEEE 802.3标准，以UTP作为传输介质的以太网有自协商(Auto Negotiation)、强制全双工(Full Duplex)和强制半双工(Half Duplex)三种工作模式。全双工工作模式是指，在发送数据的同时也能够接收数据，发送数据与接收数据同步进行。半双工工作模式是指，一个时间段内只允许发送数据或者接收数据。半双工模式的以太网端口遵循带冲突检测的载波侦听多路访问(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection，以下简称：CSMA/CD)机制，在每次数据发送之前先检测互连对方是否在发送数据，也即：本端口是否在接收数据，只有在对方没有发送数据的情况下才会开始发送数据。如果本端口在发送数据的过程中，发现互连对方突然开始发送数据，获知互连双方的数据收发出现冲突，则本端口立即停止发送数据，等待一段时间之后再重新尝试发送数据。在本端口已经发送了一半而被停止发送的数 据包一般称为碎片数据包。根据CSMA/CD机制，冲突必须在开始发送数据的前64字节时间内被检测到，在64字节时间之后检测到的冲突被称为迟冲突(Late Collision)。出现迟冲突说明网络连接不正常。 

当互连的两个以太网端口都工作在自协商模式下时，互连双方将自己根据管理员设置的、所能支持的工作模式信息传送给互连对方，并接收互连对方传递过来的、其所能支持的工作模式信息，依据模式优先级和IEEE802.3中的算法，互连双方都自动配置成双方端口都支持的最高性能的工作模式，以保证双方端口工作模式的一致。由于互连双方端口的双工模式是双方的协商结果，因此，互连双方工作在相同的双工模式下，双方的工作模式一定会双工匹配。这种情况下，网络连接正常，数据通信没有问题。 

当互连的两个以太网端口中有一个端口不工作在自动协商模式时，互连双方不相互向互连对方端口传送自己的工作模式信息，而是按照自己被管理员设置的工作模式下工作。当被设置为自协商工作模式的端口和被设置为强制双工工作模式的端口建立连接时，不论处于强制双工工作模式一方的端口设置的是强制半双工工作模式还是强制全双工工作模式，因为工作在自协商工作模式下的端口没有收到对方端口发送的工作模式信息，根据IEEE802.3标准的规定，工作在自协商工作模式下的端口会启动并行检测(Parallel Detect)功能来与互连对方端口建立连接，将自己的工作模式配置为强制半双工工作模式。此时，如果互连对方被配置为强制全双工工作模式，就出现了互连对方的端口强制双工工作模式(以下简称：双工模式)不匹配的情况。 

无论互连的两个端口工作在强制双工还是自协商工作模式下，只要出现了双工模式不匹配的情况，都会出现严重的丢包现象，影响网络质量，破坏数据传输的稳定性。其原因是工作在强制半双工工作模式下的端口遵循以太网的CSMA/CD机制，而工作在强制全双工工作模式下的对方端口不考虑这一点，在发送数据包之前不会监听网络状态，这就使得工作在强制半双工工作模式下的端口经常在发送数据包的时候被工作在强制全双工工作模式下的 端口发送数据的动作破坏，从而导致丢包。 

现有技术中，针对以太网端口双工模式不匹配的问题，提出了两种解决方案。第一种解决方案是：通过UTP中闲置的两对线传送互连双方的双工模式信息，来保证互连双方双工模式的匹配。该方案至少存在以下问题：需要改动以太网接口物理连接线的连接方式，连接方式改变后的接口不遵循IEEE802.3标准，使得该端口不能与其它制造商的以太网设备兼容互连。