Cổng bộ chuyển mạch có thể vẫn hoạt động trong khi ứng dụng vẫn bị mất khung. Nguyên nhân có thể là một đợt lưu lượng ngắn đến nhanh hơn khả năng truyền của một cổng đầu ra. Điều khiển luồng là yêu cầu giữa các thiết bị liền kề để tạm dừng lưu lượng mới trong chốc lát. Hướng dẫn này giải thích hàng đợi, khung Pause và các giới hạn của cơ chế bằng ngôn ngữ dễ hiểu.
Xem xét tắc nghẽn dưới góc độ hàng đợi đầu ra
Bộ chuyển mạch không phải lúc nào cũng truyền khung ngay khi khung đến. Nó đọc đích, chọn đầu ra và đưa khung vào hàng đợi. Nhiều đầu vào có thể đồng thời hướng tới một đầu ra chậm hơn trong thời gian ngắn, khiến hàng đợi tăng lên ngay cả khi mức trung bình dài hạn không cao. Khi hàng đợi đầy, các khung mới bị loại bỏ. Điều khiển luồng tạo thêm thời gian giải phóng dữ liệu; nó không làm liên kết nhanh hơn.
Điều này khác với việc thay cáp hoặc bổ sung băng thông. Yêu cầu Pause không thể khắc phục lỗi liên kết, sự không tương thích quang hoặc lỗi chế độ song công. Cơ chế này chỉ hữu ích khi cả hai đầu đều hiểu nó và liên kết hoạt động ở chế độ song công toàn phần.
Cách khung Pause 802.3x hoạt động
Bên nhận có bộ đệm đang chịu áp lực gửi một khung điều khiển MAC đặc biệt tới bên gửi kết nối trực tiếp với nó. Giá trị Type 0x8808 xác định điều khiển MAC và mã thao tác 0x0001 xác định thao tác tạm dừng. Giá trị thời gian tạm dừng yêu cầu MAC bên gửi tạm giữ lưu lượng mới trong thời gian ngắn, trong khi các khung đã ở trên đường truyền tiếp tục truyền xong.
Trường thời gian tạm dừng được biểu thị bằng các lượng tử, mỗi lượng tử bằng 512 thời gian bit, nên khoảng thời gian tương ứng phụ thuộc vào tốc độ liên kết. Các yêu cầu mới có thể cập nhật khoảng tạm dừng, và giá trị bằng không hủy yêu cầu tạm dừng. Hãy xác minh cách hoạt động MAC áp dụng và các chiều phát/nhận được hỗ trợ trên thiết bị thực tế.
Khung này tác động đến một liên kết song công toàn phần liền kề. Nó không thực hiện lập lịch đầu cuối đến đầu cuối, thay đổi địa chỉ IP, sửa chữa sợi quang hay sắp xếp lại các thông điệp ứng dụng. Thiết bị ngang hàng không hỗ trợ hoặc không bật điều khiển luồng ở chiều nhận có thể bỏ qua khung này.
Những thay đổi trong cấu trúc liên kết công nghiệp
Lưu lượng PLC, camera và đường lên có thể hội tụ tại một cổng đầu ra bị tắc nghẽn. Bên nhận gửi yêu cầu Pause tới thiết bị liền kề, thiết bị này chặn lưu lượng mới theo chiều đó; các cổng khác không bị tắc nghẽn có thể tiếp tục hoạt động. Nếu áp lực dịch chuyển về phía thượng nguồn, tác động có thể lan truyền dưới dạng áp lực ngược. Số khung bị loại bỏ có thể giảm, nhưng lưu lượng điều khiển có thể phải chờ lâu hơn.
Vì vậy, điều khiển luồng là một lựa chọn thiết kế. Hãy kiểm tra mức ưu tiên, hàng đợi và tốc độ cổng cho mạng kết hợp điều khiển, cảnh báo và video. Tài liệu sản phẩm FCTEL liệt kê điều khiển luồng cổng, hạn chế bão lưu lượng, thống kê, VLAN và sao chép lưu lượng trên một bộ chuyển mạch công nghiệp có quản lý; cách hoạt động Pause chính xác phải được xác nhận cho model và firmware đã chọn.
Đường lên cáp quang không làm thay đổi nguyên lý: một SFP chuyển đổi tín hiệu, còn MAC của bộ chuyển mạch vẫn xử lý hàng đợi và khung điều khiển. Hãy vẽ từng chặng và từng chiều trước khi xác định yêu cầu Pause có thể đi tới đâu.
Khắc phục sự cố mà không cần bảng công thức
Kiểm tra tốc độ, chế độ song công và môi trường truyền dẫn điện hoặc quang. Sau đó đối chiếu số khung bị loại bỏ ở đầu ra, trạng thái hàng đợi và bộ đếm khung Pause trong cùng khoảng kiểm thử. Dữ liệu bắt gói cần xác nhận chiều và các trường. Nếu hoạt động Pause tăng trong khi số khung bị loại bỏ giảm, hệ thống đang đánh đổi thời gian lấy không gian bộ đệm; nếu Pause xảy ra thường xuyên và đáp ứng điều khiển chậm lại, hãy tìm nguồn gây lưu lượng dồn đột biến hoặc điểm nghẽn phía hạ nguồn.
Phân biệt các thông điệp điều khiển phải đến kịp thời với lưu lượng giám sát có thể chờ và dữ liệu thông thường có thể truyền lại. Không tùy tiện tắt điều khiển luồng hoặc ngắt kết nối dây chuyền sản xuất đang hoạt động. Trong khoảng thời gian được phê duyệt, hãy ghi lại các bộ đếm, đáp ứng ứng dụng và khả năng phục hồi trước và sau thay đổi.
Các câu hỏi then chốt là: hàng đợi đầu ra nào đầy trước, ai yêu cầu tạm dừng, yêu cầu truyền theo chiều nào và dịch vụ điều khiển có còn đáp ứng mục tiêu nghiệm thu không? Bằng chứng hữu ích hơn một đèn LED liên kết màu xanh đơn lẻ.
Tài liệu tham khảo kỹ thuật: Microchip AN1120: Khung điều khiển MAC Ethernet và lượng tử tạm dừng. Tài nguyên FCTEL liên quan: Bài viết kỹ thuật và tài liệu sản phẩm bộ chuyển mạch công nghiệp.
