在數(shù)據(jù)傳輸過程中，有時候雖然設(shè)備之間的連接是正常的，但是也會發(fā)生通信故障。如在傳輸一個大型文件的時候，網(wǎng)絡(luò)明明是連接正常的，但是會突然冒出一個“文件傳送失敗”的錯誤，或者接收成功的文件無法正常打開。這主要都是因為在文件傳送的過程中出現(xiàn)了數(shù)據(jù)丟失的情況。眾所周知，在網(wǎng)絡(luò)中傳送數(shù)據(jù)的時候，在發(fā)送端會將需要傳送的數(shù)據(jù)文件分割成一個個固定長度的數(shù)據(jù)塊;然后再在接收端進行組裝。在這個傳送的過程中，如果有一個數(shù)據(jù)塊丟失，就會發(fā)生以上的錯誤。為此網(wǎng)絡(luò)工程師要設(shè)計一個穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)，就必須要考慮到數(shù)據(jù)丟失這種意外情況。即在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中，采取必要的措施避免這種情況的發(fā)生。
一、數(shù)據(jù)丟失發(fā)生的原因
如上圖所示，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的文件服務(wù)器將某個文件發(fā)送到交換機A中，有可能會發(fā)生流量丟失的情況。當(dāng)交換機A將文件傳送到交換機B中，也有可能發(fā)生流量丟失的問題。也就是說，在任何兩臺設(shè)備之間，只要涉及到數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，那么就都有可能發(fā)生流量丟失的情況。這主要是什么原因造成的呢?
其實這主要是因為兩臺不同設(shè)備之間緩沖區(qū)的大小不同所造成的。如發(fā)送端(交換機A)的緩沖區(qū)比較大，而接收端(交換機B)的緩沖區(qū)比較小。當(dāng)交換機A將數(shù)據(jù)流量源源不斷的發(fā)送到交換機B的過程中，由于交換機A的緩沖區(qū)要比交換機B大，那么交換機B的緩沖區(qū)就裝不下這么多流量。如果交換機B不不能夠很快的釋放其緩存區(qū)中的數(shù)據(jù)，那么在交換機B中就可能發(fā)生緩沖區(qū)溢出故障，從而發(fā)生數(shù)據(jù)流量的丟失。
不過即時兩臺設(shè)備的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)大小相同，但是由于其他一些方面的原因，也會造成數(shù)據(jù)流量的丟失。或者說，接收端與發(fā)送端具有相同的工作效率，發(fā)送端也可能會發(fā)生緩沖區(qū)溢出的故障。如可能因為某個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備內(nèi)在的瓶頸或者下流設(shè)備(如下游交換機故障)的原因，接收設(shè)備無法及時將數(shù)據(jù)發(fā)送出去，從而不能夠足夠快的清空接收緩沖區(qū)。此時發(fā)送端不知道這種情況，仍然源源不斷的將數(shù)據(jù)發(fā)送過來，此時就難免會發(fā)送緩沖區(qū)溢出的故障，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)流量丟失。所以雖然通過整體升級網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，讓同級設(shè)備之間具有近似的緩沖區(qū)與工作效率，可以在一定程度上降低數(shù)據(jù)流量丟失的故障。但是不能夠從根本上解決這個問題。為此我們還是需要尋求其他的解決方式。
二、利用流量控制功能來減少設(shè)備之間的流量丟失
在IEEE802.3種，提出了流量控制的特性。通過這個特性，就可以有效的避免設(shè)備之間的流量丟失。不過可惜的是，并不是所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都支持這個特性。雖然如此，為了避免上述的數(shù)據(jù)流量丟失錯誤，筆者還是建議盡可能的采用流量控制功能來防止數(shù)據(jù)流量丟失。這個數(shù)據(jù)流量控制功能的工作原理比較簡單，其提供了一種在兩臺設(shè)備之間，或者精確的說，是在鏈路伙伴之間提供一種緩沖區(qū)是否滿的這種情況進行溝通的一種手段。當(dāng)鏈路伙伴發(fā)現(xiàn)對端設(shè)備的緩沖區(qū)已經(jīng)滿了，則將停止發(fā)送數(shù)據(jù)流量，并且在對端設(shè)備表明它具有接收流量的能力之后(緩沖區(qū)得到一定的釋放之后)再重新發(fā)送流量。其實，這個特性只是對QOS特性的一個補充。網(wǎng)絡(luò)工程師普遍認(rèn)為，這個特性有助于解決緩沖區(qū)溢出導(dǎo)致的數(shù)據(jù)流量丟失問題。
如上圖所示，當(dāng)交換機B發(fā)現(xiàn)自己的緩沖區(qū)已滿無法接收更多的數(shù)據(jù)時，就會向其鏈接伙伴交換機A發(fā)送消息，告知自己的緩沖區(qū)已經(jīng)滿了無法再接收新的數(shù)據(jù)。此時交換機B就會停止向其發(fā)送新的數(shù)據(jù)，直到交換機B再次發(fā)送消息給交換機A，可以重新發(fā)數(shù)據(jù)為止。在流量控制特性中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是使用特定的數(shù)據(jù)正來通知鏈路伙伴網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來延遲一段特定的時間后再重新發(fā)送數(shù)據(jù)。那么這個特定的時間是多少呢?根據(jù)現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)通行標(biāo)準(zhǔn)，這個時間不是有用戶或者網(wǎng)絡(luò)管理員配置的。而是接收端根據(jù)實際情況來自動確定的，或者說是根據(jù)接收端的交換機等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的端口邏輯來確定的。通常情況下，網(wǎng)絡(luò)管理員不需要關(guān)注這個時間是多少，只需要了解此時會發(fā)生數(shù)據(jù)延遲。這也是采用數(shù)據(jù)流量控制所帶來的一個負(fù)面作用。不過話說回來，比起數(shù)據(jù)流量丟失來說，這個數(shù)據(jù)延遲還是可以接受的。畢竟只要能夠完全接收數(shù)據(jù)，即使發(fā)送數(shù)據(jù)延遲的話，至少這個數(shù)據(jù)還可以正常使用。相反，只要一發(fā)生數(shù)據(jù)流量丟失，無法完整的受到全部數(shù)據(jù)，那么這個文件就無法正常使用。
三、在思科系列交換機上啟用流量控制特性
現(xiàn)在大部分的思科交換機都支持這個流量控制特性。如在基于IOS軟件的交換機中，可以通過執(zhí)行如下命令來啟動這個功能。
Flowcontrol {receive/send} {on/desired/off}
其中關(guān)鍵字receive表示網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的接口是否處理接收到的表示緩沖區(qū)滿的特定楨(一般把這個楨叫做暫停楨)。而關(guān)鍵字send表示交換機等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的接口在發(fā)生擁塞的情況下是否發(fā)送暫停楨，即是否通知鏈接伙伴自己的緩沖區(qū)已滿，暫停發(fā)送數(shù)據(jù)。在思科交換機上啟用流量控制特性的時候，筆者認(rèn)為需要注意如下幾個問題。
首先是需要考慮到兼容性。也就是說，為了讓這個特性發(fā)揮應(yīng)有的作用，一般要求相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都啟用這個特性。如果某個鏈接伙伴沒有啟用這個特性的話，則仍然會發(fā)生數(shù)據(jù)流量丟失的問題，甚至還會造成其他的數(shù)據(jù)通信故障，從而使得功虧一簣。但是由于企業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備購買時間不同，為此如果讓網(wǎng)絡(luò)管理員去一一確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是否開啟了這個特性，具有一定的難度。而且每加入一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，都需要確認(rèn)一下，靈活性不高。為此筆者建議，平時最好將這個參數(shù)的值設(shè)置為desired。這個參數(shù)表示“請求實現(xiàn)”的意思。也就是說，如果將交換機的端口設(shè)置為這個值，那么交換機會根據(jù)實際情況來判斷是否需要開啟流量控制特性。首先其會請求鏈路伙伴開啟這個特性。如果對方設(shè)備支持這個特性的話，那么在接收端與發(fā)送端都會采用數(shù)據(jù)流量控制特性。但是如果鏈路伙伴的另一端不支持這個特性，那么這個接口在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中也會關(guān)掉這個特性，從而保證數(shù)據(jù)的正確傳輸。這種自動協(xié)商機制，跟IPSec安全措施中的協(xié)商機制有著異曲同工之妙。
其次需要注意的是，數(shù)據(jù)流量丟失往往跟設(shè)備的配置沒有直接的關(guān)系。如思科高端交換機與具有吉比特網(wǎng)卡的服務(wù)器之間也有可能因為緩沖區(qū)溢出而發(fā)生數(shù)據(jù)流量丟失的情況。這主要是因為可能出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞或者下游設(shè)備故障所造成的。總之，光升級網(wǎng)絡(luò)設(shè)備還不能夠徹底的解決這個問題。為了避免因網(wǎng)絡(luò)擁塞等原因造成數(shù)據(jù)包丟失，筆者強烈建議對于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采用流量控制的特性。特別是在關(guān)鍵或者高端服務(wù)器和工作站的配置中，要啟用這個特性。當(dāng)然，有時候企業(yè)可能需要更換不支持這個特性的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。但是筆者認(rèn)為，這個投資還是有必要的。
