一、什么是半雙工與全雙工
1、雙工模式分為如下兩種:
a、半雙工:接口任意時刻只能接收數據或者發送數據,并存在最大傳輸距離的限制。
b、全雙工:接口可以同時接收和發送數據,最大吞吐量可達到雙倍速率,且消除了半雙工的物理距離限制。
2、配置以太網接口速率和雙工模式可在自協商或者非自協商兩種模式下進行:
a、在自協商模式下,接口速率和雙工模式是由鏈路兩端的接口協商決定的。一旦協 商通過,鏈路兩端的設備就鎖定在同樣的雙工模式和接口速率。自協商功能只有 在鏈路兩端設備均支持時才可以生效。如果對端設備不支持自協商功能,或者對 端設備自協商模式和本端設備不一致,則接口可能會處于Down狀態。
b、當對端設備不支持自協商功能,或者配置自協商功能后設備無法連通、物理連通 后接口出現大量錯包或丟包現象時,用戶可配置本接口工作在非自協商模式下, 手動配置接口速率和雙工模式,調整接口的速率和雙工模式。
二、以太網的接口雙工模式
以太網接口速率和雙工模式支持情況
三、舉例:如何解決網絡中的擁塞問題
服務器群(Server1、Server2和Server3)分別與Switch的接口GE0/0/1、 GE0/0/2和GE0/0/3相連,Switch通過接口GE0/0/4上行接入Internet網絡。
由于服務器網卡的特殊限制,接口GE0/0/1、GE0/0/2和GE0/0/3只能自協商為半雙工模式,在該雙工模式下,當業務數據流量較大時將會產生丟包現象;同時,接口 GE0/0/1、GE0/0/2和GE0/0/3速率自協商為最大速率1000Mbit/s,當服務器群同時以 1000Mbit/s速率對外發送數據時,就會造成出接口GE0/0/4擁塞。用戶希望解決數據丟 包和擁塞問題。
1、配置非自協商模式下速率和雙工模式組網圖
2、配置思路如下:
配置接口工作在非自協商模式,避免服務器網卡影響設備接口的最終工作速率。
在非自協商模式下強制指定接口雙工模式為全雙工,避免發生數據丟包現象。
在非自協商模式下強制指定接口工作速率為100Mbit/s,避免發生數據擁塞現象。
3、配置步驟
step1、創建端口組,并將接口GE0/0/1、GE0/0/2和GE0/0/3加入端口組
step2、批量配置接口GE0/0/1、GE0/0/2和GE0/0/3工作在非自協商模式、雙工模式為全雙工、 工作速率為100Mbit/s
step3、驗證配置結果 在任意視圖下執行命令display interface gigabitethernet 0/0/1,檢查接口當前工作速率 及雙工模式。
由上述回顯字段看出接口工作在非自協商模式,工作速率為100Mbit/s,雙工模式為全 雙工。 同理,對于GE0/0/2和GE0/0/3也可以通過執行display interface gigabitethernet 0/0/2和display interface gigabitethernet 0/0/3命令查看接口當前工作信息。
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VIP群的朋友或微信上面朋友多次留言,希望了解全雙工與半雙工的區別,其實這個也是我們近期要提到的,今天我們就來詳細了解全雙工與半雙工區別與應用。
一、什么是全雙工與半雙工
1、全雙工傳輸 (英文Full-Duplex )
是指交換機在發送數據的同時也能夠接收數據,兩者同步進行,這好像我們平時打電話一樣,說話的同時也能夠聽到對方的聲音。目前的交換機都支持全雙工。
全雙工的好處在于遲延小,速度快。
2、半雙工(英文Half Duplex)
與全雙工對應的是這個概念,就是指一個時間段內只有一個動作發生,舉個簡單例子,一天窄窄的馬路,同時只能有一輛車通過,當目前有兩量車對開,這種情況下就只能一輛先過,等到頭兒后另一輛再開,這個例子就形象的說明了半雙工的原理。早期的對講機、以及早期集線器等設備都是實行半雙工的產品。隨著技術的不斷進步,半雙工會逐漸退出歷史舞臺。
二、全雙工與半雙工的傳輸方式
在串行通信中,數據通常是在兩個站(如終端和微機)之間進行傳送,按照數據流的方向可分成三種基本的傳送方式:全雙工、半雙工、和單工。但單工目前已很少采用,下面僅介紹前兩種方式。
1 、全雙工方式( full duplex )
當數據的發送和接收分流,分別由兩根不同的傳輸線傳送時,通信雙方都能在同一時刻進行發送和接收操作,這樣的傳送方式就是全雙工制。在全雙工方式下,通信系統的每一端都設置了發送器和接收器,因此,能控制數據同時在兩個方向上傳送,全雙工方式無需進行方向的切換,因此,沒有切換操作所產生的時間延遲,這對那些不能有時間延誤的交互式應用(例如遠程監測和控制系統)十分有利,這種方式要求通訊雙方均有發送器和接收器,同時,需要 2 根數據線傳送數據信號,(可能還需要控制線和狀態線,以及地線)。
比如,計算機主機用串行接口連接顯示終端,而顯示終端帶有鍵盤,這樣,一方面鍵盤上輸入的字符送到主機內存,另一方面,主機內存的信息可以送到屏幕顯示,通常,往鍵盤上打入 1 個字符以后,先不顯示,計算機主機收到字符后,立即回送到終端,然后終端再把這個字符顯示出來,這樣,前一個字符的回送過程和后一個字符的輸入過程是同時進行的,即工作于全雙工方式。
2 、半雙式方式( half duplex )
若使用同一根傳輸線既作接收又作發送,雖然數據可以在兩個方向上傳送,但通信雙方不能同時收發數據,這樣的傳送方式就是半雙工制,采用半雙工方式時,通信系統每一端的發送器和接收器,通過收 / 發開關轉接到通信線上,進行方向的切換,因此,會產生時間延遲,收 / 發開關實際上是由軟件控制的電子開關。
當計算機主機用串行接口連接顯示終端時,在半雙工方式中,輸入過程和輸出過程使用同一通路,有些計算機和顯示終端之間采用半雙工方式工作,這時,從鍵盤打入的字符在發送到主機的同時就被送到終端上顯示出來,而不是用回送的辦法,所以避免了接收過程和發送過程同時進行的情況。
目前多數終端和串行接口都為半雙工方式提供了換向能力,也為全雙工方式提供了兩條獨立的引腳,在實際使用時,一般并不需要通信雙方同時既發送又接收,像打印機這類的單向傳送設備,半雙工甚至單工就能勝任,也無需倒向。
三、全雙工模式和半雙工模式在網卡中的區別
1、在全雙工模式下,8網根線都要分別接到水晶頭相應的線序位置上;
2、 在半雙工模式下,只需接4根線,參照T568B標準,一般使用1 、2、3、6 線序位置上的四根線,即:白橙、橙、白綠、綠 四根線;
白橙、橙 用于發送數據 ,白綠、綠 用于接收數據。
3、全雙工模式下,網線最大可以達到100兆以上的速度;
在半雙工模式下,網線能達到的速度通常為10兆左右。
4、全雙工模式的網線既可以工作于全雙工模式,也可以工作于半雙工模式;但半雙工模式的網線不能工作于全雙工模式。
5、 在半雙工模式下,多出來的兩組線可以用來接電話線,比如:把“白藍、藍” 這組線分出來當電話線使用。在局域網網絡布線中,用這種方式可以節省布線成本,一根雙絞線同時當網線和電話線使用。
四、巧用網卡的半雙工模式解決網絡連接故障
如果一根全雙工模式的網線內部有一根或幾根線短路或接觸不良,比如藍色線組或棕色線組有問題,那么,把網卡改為半雙工模式,就可以避免使用有問題的藍色線組或棕色線組,從而解決網絡連接不穩定、掉線等故障。
1、在網卡屬性中可以設置全雙工或半雙工模式。
如上圖所示,用鼠標右鍵單擊“本地連接”,在彈出菜單中點擊“屬性”,進入“本地連接 屬性”界面;
點擊(網卡)“配置”按鈕,點“高級”標簽,選中“Speed & Duplex”;
可用的模式一般有“Auto” 、“10 Mb Half” 、“10 Mb Full” 、“100 Mb Half ”、“100 Mb Full”等。默認設置為auto 。
2、如果網絡連接有問題,比如:
不能自動獲得IP地址;
顯示網絡連接受限制;
手動設置IP地址后,雖然顯示網絡連接正常,但是只有發送的數據包,沒有收到的數據包,或者收到的數據包非常少。
那么,修改“Speed & Duplex”的“值”為 “10 Mb Half” ,也可以改為“10 Mb Full” 、“100 Mb Half ”模式試試;
3、用這種方法可以解決大部分網絡連接故障。
如果這種方法沒能解決問題,就只有更換網線或水晶頭,甚至更換網卡了!
由于半雙工模式下,對網速有一定影響,因此,如果網線、網卡或交換機等設備沒有問題,盡量讓網卡自動設置Speed & Duplex的值。
附注:
修改上圖所示的Locally Administered Address ,可以改變網卡的MAC地址。如果網卡MAC地址被防火墻或網關禁止上網,可以修改這個地址解除屏蔽。但是,有時候windows系統不允許修改這個參 數。有些網卡把這個選項命名為Network Address 。
在上圖所示的“電源管理”標簽下,有一個選項:
“允許計算機關閉這個設備以節約電源”,
如果啟用這個選項,有時候會造成系統無法找到網卡的“故障”現象,或者造成一些莫名其妙的網絡連接故障,考慮到有線網卡耗電很少,最好不要啟用這一選項。
五、總結
最后用個喻來總結全雙工與半雙工,讓大家更形象的理解。
雙工是相對與單工而言的,單工是單方面傳輸的,比如有一條路,是從A到B,那么單式就是單向行道,只能從A到B不能從B到A,而半雙工就是這條路能從A到B,也能從B到A,但不能同時進行,從A到B時不能從B到A,從B到A時不能從A到B,而全雙工就是雙行道,能從A到B,也可以從B到A,而且可以同時進行。因此單工就相當于BB機,別人能給你發,但你不能直接回;半雙工就是對講機,一個說完一個說;不能同時進行;全雙工就是手機,雙方可能同時進行。這就是單工,半雙工與全雙工的區別。
而10M/100M就是網卡的傳輸速度了,當你用的是10M帶寬時,你用10M網卡和用100M網卡是沒什么區別的,但當你用的是100M帶寬,那你用10M網卡的就達不到最佳性能。現在一般的網卡都是10M/100M自適應的。
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品詳情頁經常看到的支持全雙工或半雙工模式,是不是有些小伙伴還不太理解得到嘞,本期我們就來說說關于全雙工模式和半雙工模式!
概念
全雙工模式:
全雙工模式是通訊傳輸中的一個術語,通信過程中允許數據在兩個方向上同時傳輸。全雙工模式相當于兩個單工通信方式的結合(單工通信方式:單工通信是指消息只能單方向傳輸的工作方式。例如遙控、遙測等等都是單工通信方式的實現)在全雙工模式下,通信系統的每一端都設置了發送器和接收器,從而控制數據同時在兩個方向上傳送。
半雙工模式:
半雙工模式是數據傳輸指數據可以在一個信號載體的兩個方向上傳輸,但是不能同時傳輸。例如,在一個局域網上使用具有半雙工傳輸的技術,一個工作站可以在線上發送數據,然后立即在線上接收數據,這些數據來自數據剛剛傳輸的方向。像全雙工傳輸一樣,半雙工包含一個雙向線路(線路可以在兩個方向上傳遞數據)。
使用方式
全雙工以太網使用兩對電纜線,而半雙工方式使用一對電纜線。全雙工方式在發送設備的發送方和接收設備的接收方之間采取點到點的連接,這意味著在全雙工的傳送方式下,可以得到更高的數據傳輸速度。
如何實現全雙工
全雙工的網絡必須要使用交換機組網。交換機是獨享帶寬型網絡設備,它本身有類似PC機CPU的數據交換處理器,能夠識別連接到交換機各端口上的網絡設備的MAC地址,能夠實現點到點的專用連接,所以能夠實現全雙工操作。但有一點需要注意的是,如果要實現全雙工,交換機的端口不能和集線器相連,否則這個端口也只能工作在半雙工狀態下。
另外,交換機具有自動識別全雙工和半雙工狀態的功能。一臺10/100Mbps自適應交換機會按照100Mbps全雙工、100Mbps半雙工、10Mbps全雙工、10Mbps半雙工的順序,依次檢測連接到端口的設備速率。如在某個傳輸速率和雙工模式上檢測成功,交換機就使用該工作模式進行數據交換工作。
非自動協商存在的意義
大家可能認為都有自動協商功能,為什么還要了解這種知識?這種非自動協商模式之所以未被淘汰,自然有其他的作用。舉個例子:河水支流是向主流匯聚的,如果放任不管,也就是自動協商時,當所有支流的流量超過主流承載量,那會怎么樣?主流會被淹沒,溢出來。如果網絡設備收到的流量大于本身承載量,要么數據損壞被丟棄,要么網絡設備CPU處理不來,導致設備死機等故障。而非自動協商模式,可以跟精準的為每條支流的流量做一個限制,因為配置雙工模式或者半雙工模式,還要配置速率,也就是設備接口的吞吐量。這樣可以保證,當有過多支流時,匯入主流時,他的流量能保持在一個合適值。作為保證設備的正常收發的一個有力措施,同時對網絡的穩定起到了一定的作用。
悄悄告訴大家一個秘密,我們的分享的全雙工和半雙工模式就是屬于非自動協商。