MSTP以太网单板丢包与晶振关系.docVIP

以太网单板丢包与晶振的关系 问题现象： SFE4B单板是II型机上的4端口100M以太网光接口板。用户端口流量测试框图如下： 图1：SFE4B单板用户端口测试 板内50MHz时钟是用于MII接口处理的时钟，100M时钟是以太网交换芯片内部工作时钟。 当测试SFE4B用户端口的时候，发现有些单板丢包现象严重。假设以太网测试仪IXIA400的频率是比较精确的50MHz时钟。而单板50MHz晶振频率或者100M晶振都是50ppm精度，如果时钟有偏差的话，可能导致丢包现象发生。 首先怀疑100MHz时钟，更换了晶振，包括25ppm的晶振，发现现象完全相同。说明丢包与100M内部工作时钟基本无关。 但如果更换50MHz时钟的话，有比较大的改善。说明丢包与50M接口时钟有很大关系。利用频率计对单板50M晶阵进行了测试，测试结果如下： 1）一块单板两个用户端口间发包，100%的100M端口速率；发1亿个包，包长度固定为64Byte，包内容固定。 单板 测得50MHz晶振实际频率 端口丢包数量 #1 50.000;170;0 两端口均不丢包 #2 50.000;083;0 两端口均不丢包 #3 49.999;930;0 两端口均不丢包 #4 49.999;700;0 Port1-188；Port2-187 #5 49.999;673;0 Port1-336；Port2-335 #6 49.999;390;4 Port1-781；Port2-780 #7 49.999;340;0 Port1-1008；Port2-1007 表1：用户端口间转发丢包率与晶振的关系 2）单个子架两个单板间，100%的100M端口速率；发1亿个包定长64Byte，内容固定，板间配置63个VC12。 板1频率 板2频率 板1丢包数 板2丢包数 1 50.000;170.0 49.999;340;0 1094 869 2 50.000;170.0 49.999;700;0 437 287 3 50.000;170.0 49.999;700;0 两板都不丢包 表2：单板间转发丢包率与晶振的关系 问题分析： 1）对于一个单板用户端口的测试（如图1所示）而言，有2个50M的时钟源，一个是IXIA测试仪的50M时钟，一个是SFE4B单板的50M时钟。通过以上测试，基本可以确定的是测试仪的中心频率十分接近50,000,000MHz。 如表1所示，在发1亿个短包时候，与标准50MHz频率，或者说测试仪50MHz频率偏差比较小的#1，#2，#3单板，可以做到用户端口转发不丢包。偏差比较大的#4、#5、#6单板则有不同程度的丢包，而且是频率偏差越大，丢包情况越严重。 2）对于一个子架2块SFE4B单板的测试（如图2所示）而言，有3个50M的时钟源，一个是IXIA测试仪的50M时钟#1，另外两个分别是两块SFE4B单板的50M时钟#2和#3。 图1：单子架2块SFE4B流量测试 如表2所示，当#2、#3 50M晶阵的频率和标准50M频率相差越大，丢包情况越严重，如1和2。反之，如果2个晶振频率很接近，都逼近50M的时候，可以做到在短时间满负荷的情况下内不丢包，如3。 MSTP设备与传统的以太网产品不同。以太网产品一般都是单点工作，一个设备如以太网交换机可能是采用同一个50M或者100M时钟。频率偏差对实际丢包影响不大。 MSTP是以以太网单板的形式存在，在SDH系统上传输的。每个以太网单板都采用独立的50M时钟，如果两个单板之间50M频率偏差太大的话，会使系统丢包率过大。单板越多，节点越多，时钟偏差越大，丢包越严重。 解决方法： 当然，以太网本身是个异步的系统，通过缓存来平滑不同节点的速率偏差和流量的不均匀。因此，长时间满负荷工作必然会产生丢包，而且会不断积累。然而由于以太网业务的突发性，不可能长时间处于满带宽配置状态。因此这种丢包的情况是允许的。 如果从测试的角度看，理论上还是可以通过一些方法来减少丢包的： 一块单板用户端口间测试时，如果采用稍高50MHz的晶阵，可以实现长时间满负荷工作不丢包。 一个子架的多个单板或者多个节点的多个单板测试时，必须采用高精度（如10ppm）、温度特性好、一致性好的50M晶阵，可以减少丢包。