以太网帧间隙IFG

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 bittime，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；IFGmin=96bit/speed  (s)
则： 10Mmin:        9600 ns
       100Mmin:       960 ns

       1000Mmin:       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 bittime），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。

补充：
      以太网的发送方式是按照一个帧一个帧来发送的，帧与帧之间需要间隙，叫做帧间隙（InterFrameGap，IFG）。IFG的长度是96bit（12 Byte），也称为以太网最小帧间隙。此外还可能有Idle时间。

     互联网帧间隙共20字节，其中包括：
     以太网最小帧间隙  12Byte（IEEE802.3）
     数据链路层帧        7 Byte前导字符（用于时钟同步）
     帧开始标识            1Byte（标识帧的开始）

以太网帧间隙IFG