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单工、半双工与全双工的定义及区别

1. 定义


1.1 单工

单工就是指A只能发信号,而B只能接收信号,通信是单向的,就像灯塔之于航船——灯塔发出光信号而航船只能接收信号以确保自己行驶在正确的航线上。

1.2 半双工

即Half duplex Communication,半双工就是指A能发信号给B,B也能发信号给A,但这两个过程不能同时进行。最典型的例子就象我们在影视作品中看到的对讲机一样:

007:呼叫总部,请求支援,OVER
总部:收到,增援人员将在5分钟内赶到,OVER
007:要5分钟这么久?!要快呀!OVER
总部:……
在这里,每方说完一句话后都要说个OVER,然后切换到接收状态,同时也告之对方——你可以发言了。如果双方同时处于收状态,或同时处于发状态,便不能正常通信了。

1.3 全双工

全双工比半双工又进了一步。在A给B发信号的同时,B也可以给A发信号。典型的例子就是打电话。

A:我跟你说呀……
B:你先听我说,情况是这样的……
A和B在说的同时也能听到对方说的内容,这就是全双工。

对于全双工以太,IEEE制订了802.3x全双工/流控制标准,该标准对全双工方式下的流控制机制做了具体的规定。在各以太标准(10/100/1000 Base)中,除100 Base T4之外,均具有全双工能力,但在实际应用中,似乎只有Gb以太(即千兆以太)才使用全双工方式。

以太网的MAC协议是CSMA/CD,但在全双工以太中是不需要冲突检测(CD)的。这能使Gb以太突破40余米的段长限制(更准确地说是41.2m,这个数据可以根据IEEE定时规则的限制计算出来,这里就不详细介绍了)。在实际应用中如果需要网络中的某个站点能工作在全双工方式下,则必须在该站点安装支持全双工的网卡,并要求与全双工站点连接的HUB/路由器等连网设备配备有全双工端口。

这样看来,如果希望工作在全双工方式下,首先要有硬件的支持。

全双工以太的主要优势在于它能够在二个独立的信道上同时实现二个方向上的数据传输,借以提高链路的总带宽,所以它只适用于文件服务器一类的需要同时进行双向数据传输的站点。对于一般只进行单向数据传输的站点,全双工以太并无优势可言,所以全双工以太在应用上有很大的局限性。全双工以太主要用在交换机互连的场合,尤其是Gb以太交换机。Win2K中,网卡与双工相关的设置在 本地连接 - 属性 - 配置 - 高级 里有一项“Link Speed & Duplex”,其值一般都是“Auto Detect”。建议不做改动。

交换机上有Duplex灯,如果亮表示工作在双工方式。目前,绝大多数的交换机均能自动识别与支持双工方式,无需手工设置。

2. 全双工和半双工区别


全双工(Full Duplex)是指在发送数据的同时也能够接收数据,两者同步进行,这好像我们平时打电话一样,说话的同时也能够听到对方的声音。目前的网卡一般都支持全双工。

半双工(Half Duplex),半双工就是指一个时间段内只有一个动作发生,举个简单例子,一条窄窄的马路,同时只能有一辆车通过,当目前有两量车对开,这种情况下就只能一辆先过,等到头儿后另一辆再开,这个例子就形象的说明了半双工的原理。早期的对讲机、以及早期集线器等设备都是基于半双工的产品。随着技术的不断进步,半双工会逐渐退出历史舞台。

1、半双工传输模式采用载波侦听多路访问/冲突检测。传统的共享型LAN以半双工模式运行,线路上容易发生传输冲突。与集线器相连的节点(即多个节点共享一条到交换机端口的连接)必须以半双工模式运行。因为这种节点必须能够冲突检测。类似于单车道桥梁。

2、全双工传输模式可以用于点到点以太网连接和快速以太网连接,同时不会发生冲突,因为他们使用双绞线中两条不同线路。类似于双车道桥梁。

3、一般在网卡的高级属性里可以修改网卡的双工类型,默认是自动协商。交换机上有Duplex灯,如果亮表示工作在全双工方式。目前绝大多数的交换机均能自动识别与支持双工方式,无需手工设置。

Rs232、Rs422是全双工, RS-485标准是半双工通信协议, RS-485适用于收发双方共享一对线进行通信,也适用于多个点之间共享一对线路进行总线方式联网,但通信只能是半双工的。

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