Inter Frame Gap

Abkürzung: IFG, IPG

Der Inter Frame Gap oder Interpacket Gap ist die Sendepause zwischen zwei Ethernet Frames. Sie beträgt 96 Bitzeiten, unabhängig von der Datenrate.

Der Interpacket Gap (IPG) ist die vorgeschriebene Ruhezeit, die eine Station nach dem Senden eines Frames einhalten muss, bevor sie den nächsten senden darf. Gebräuchlich sind auch die Bezeichnungen Interframe Gap (IFG) und Interframe Spacing (IFS); gemeint ist jeweils dasselbe.

Länge

Die Pause beträgt 96 Bitzeiten, entsprechend zwölf Byte. Da sie in Bitzeiten und nicht in absoluter Zeit definiert ist, verkürzt sie sich mit steigender Datenrate:

Die Zahl 96 ist kein Rundungswert, sondern ergibt sich aus den Erfordernissen der frühen Implementierungen: Sie entsprach der Zeit, die eine Schnittstelle benötigte, um einen empfangenen Frame abzuschließen und für den nächsten bereit zu sein.

Zweck

Ursprünglich diente die Pause dem gemeinsam genutzten Medium. Sie stellte sicher, dass sich Signalpegel auf dem Kabel beruhigen konnten und dass alle Stationen die Leitung als frei erkannten, bevor eine neue Übertragung begann.

Hinzu kam die Verarbeitungszeit auf der Empfangsseite: Prüfsumme auswerten, Frame an die höhere Schicht übergeben, Empfangspuffer freigeben. Ohne eine garantierte Pause hätte ein schneller Sender einen langsameren Empfänger überfahren können.

In heutigen geswitchten Netzen ist der zweite Aspekt geblieben, der erste entfallen. Die Pause wird dennoch eingehalten — sie ist Bestandteil der Norm und Grundlage aller Durchsatzberechnungen.

Bedeutung für den Durchsatz

Der Interpacket Gap gehört zu den Anteilen, die eine Leitung belegen, ohne Nutzdaten zu tragen. Zusammen mit Präambel und SFD kommen auf jeden Frame zwanzig Byte Zusatzaufwand.

Bei langen Frames fällt das kaum ins Gewicht:

1518 Byte Frame + 20 Byte = 1538 Byte belegt Nutzanteil: rund 98,7 Prozent

Bei kurzen Frames dagegen erheblich:

64 Byte Frame + 20 Byte = 84 Byte belegt Nutzanteil: rund 76 Prozent

Daraus folgt die maximale Framerate einer Strecke. Bei 1 Gbit/s und kürzestmöglichen Frames belegt jeder Frame 672 Bit, was rund 1,488 Millionen Frames pro Sekunde ergibt. Bei 10 Gbit/s sind es entsprechend 14,88 Millionen.

Diese Werte begegnen einem in Datenblättern von Switches und in Messberichten. Sie beschreiben den ungünstigsten Fall — der Durchsatz in Bit pro Sekunde ist dabei am niedrigsten, die Belastung der Weiterleitungslogik am höchsten.

Abweichungen

Bei hohen Datenraten lässt der Standard eine gewisse Flexibilität zu. Da sich Taktabweichungen zwischen Geräten summieren können, darf der Abstand im Einzelfall unterschritten werden, solange er im Mittel eingehalten wird. Ein Zähler stellt sicher, dass sich die Abweichungen ausgleichen.

Manche Geräte erlauben es, den Abstand zu verkürzen, um den Durchsatz zu erhöhen. Das ist normwidrig und kann bei Gegenstellen mit knapp bemessenen Puffern zu Verlusten führen — ein Fehlerbild, das sich nur unter Last zeigt und schwer zuzuordnen ist.

Umgekehrt vergrößern manche Geräte den Abstand gezielt, um den Datenstrom auf eine niedrigere Rate zu begrenzen, ohne die Verbindungsgeschwindigkeit selbst zu ändern.