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1、以太网硬件入门学习目标l理解以太网传输介质及接口类型l理解以太网相关硬件术语l掌握以太网硬件排错方法课程内容l第一章 以太网传输介质l第二章 常见以太网设备接口l第三章 以太网硬件规范l第四章 以太网硬件故障排查3以太网传输介质l有线传输介质 双绞线 光纤 同轴电缆（较少使用）l无线传输介质 空气4双绞线概念l概念 双绞线由两根绝缘铜导线相互缠绕而成。 两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，可降低信号干扰的程度 ，每一根导线在传输中辐射的电波也会被另一根线上发出的电波抵消 。 把一对或多对双绞线放在一个绝缘套管中便成了双绞线电缆，在局域 网中常用双绞线4对双绞线组成的。5双绞线分类l非屏蔽双
2、绞线 绝缘套管中无屏蔽层 价格低廉，用途广泛l屏蔽双绞线 绝缘套管中外层由铝铂包裹，以减 小辐射 价格相对较高，高要求场合应用6双绞线标准lCAT-1/2/3/4 1/2/3/4类双绞线，目前已淘汰lCAT-5 5类双绞线，可用于100M以太网传输lCAT-5e/6 超5类/6类双绞线，可用于1,000M以太网传输lCAT-6A 超6类双绞线，可用于10,000M以太网传输lCAT-7 7类双绞线，可用于更高标准（大于等于10,000M）以太网传输 必须为屏蔽线7双绞线接口类型与线序标准l接口类型 RJ-45水晶头l线序标准 568B 橙白-1，橙-2，绿白-3，蓝-4，蓝白-5，绿-6，棕白
3、-7，棕8 568A 绿白-1，绿-2，橙白-3，蓝-4，蓝白-5，橙-6，棕白-7，棕-88直通双绞线与交叉双绞线l直通双绞线（正线） 双绞线两端都采用同一线序标准（568A或568B）制作 通常用于异构设备互连PC连接交换机PC连接路由器交换机连接路由器l交叉双绞线（反线） 双绞线一端采用568A线序标准，另一端采用568B线序标准 通常用于同构设备互连PC连接PC交换机连接交换机路由器连接路由器l翻转双绞线 双绞线一端采用任意线序，另一端线序完全相反 用于网络设备console管理（不能用于数据传输）9Auto MDI/MDIXl概述 双绞线线序自适应 自动检测连接到自己接口上的双绞线类
4、型（直通线或交叉线），并自动 进行调节 免去同构设备必须使用交叉线，异构设备必须使用直通线的烦恼l功能支持情况 锐捷所有交换机10直通双绞线与交叉双绞线图例l图例 10/100M网络使用1、3、2、6传输数据 1000M网络使用全部8根线缆传输数据1181水晶头铜片面 向自己且向上双绞线制作实验l实验物品 双绞线2根 RJ-45水晶头6个 压线钳1把 双绞线测试仪1个l制作步骤 制作直通双绞线1根 制作交叉双绞线1根 使用测试仪测试双绞线的联通性12光纤概述l光纤概述 一种利用光在玻璃或塑料制成的纤 维中的全反射原理而达成的光传导 工具 微细的光纤封装在塑料护套中，使 得它能够弯曲而不至于断裂
5、 光在光导纤维的传导损耗比电在电 线传导的损耗低得多，光纤被用作 长距离的信息传递l光缆概述 光缆一般由多根光纤和塑料保护套 管及塑料外皮构成13光纤分类l单模光纤 当光纤的几何尺寸可以于光波长相比拟时，即纤芯的几何尺寸与光信号 波长相差不大时，一般为510um，光纤只允许一种模式在其中传播，单模光纤具有极宽的带宽，特别适用于大容量、长距离的光纤通信l多模光纤 多模光纤纤芯的几何尺寸远大于光波波长，一般为50um、62.5um；光信号是以多个模式方式进行传播的；多模光纤仅用于较小容量、短距离的 光纤传输通信14光纤跳线l带有连接器与保护层的光纤一般被称为光纤跳线l光纤跳线颜色分类 黄色：单模光
6、纤 橙色：多模光纤l光纤跳线连接器分类 SC-FC LC-ST LC-LC 15光纤接口类型lSClLClSTlFClMT-RJ（淘汰）16光电转换器l概述 将光纤介质转换成铜线接入 将铜线转换成光纤介质接入 俗称：光猫、光电收发器17光纤终端盒l概述 光纤与光纤的熔接、光纤与尾纤的熔接以及光连接器的交接 光纤及其元件提供机械保护和环境保护 提供光缆终端的安放和余端光纤存储的空间18光纤连接l互连示意图 设备一侧接口类型多为SC或LC 终端盒一侧多为ST或FC1916芯多模光缆接口类型 SC或LC接口类型多为 ST或FC500米光纤终端盒光纤跳线双绞线课程内容l第一章 以太网传输介质l第二章
7、常见以太网设备接口l第三章 以太网硬件规范l第四章 以太网硬件故障排查20常见以太网设备接口-固化接口/扩展插槽l固化接口 10/100M自适应电口 10/100/1000M自适应电口l扩展插槽 10/100M自适应电口 10/100/1000M自适应电口 100M光纤接口 1000M光纤接口 堆叠接口 2110/100M10/100/1000M扩展插槽扩展模块常见以太网设备接口-GBIClGBIC接口（ Giga Bitrate Interface Converter ） 传输标准：1,000M 连接GBIC模块（逐渐被淘汰）l常用GBIC模块22GBIC接口模块型号介质类型传输距离接口类型
8、GBIC-GT双绞线100MRJ-45GBIC-SX多模光纤550MSCGBIC-LX多模光纤550MSC单模光纤10KMSC注：1.上表中GBIC-GT不支持自适应2. 根据光纤介质的纤芯大小不同，传输距离会有所不同。常见以太网设备接口-SFPlSFP接口（ Small Formfactor Pluggable ） 传输标准：1,000M 连接Mini-GBIC模块l常用Mini-GBIC模块23SFP接口模块型号介质类型传输距离接口类型Mini-GBIC-GT双绞线100MRJ-45Mini-GBIC-SX多模光纤550MLC Mini-GBIC-LX多模光纤550MLC单模光纤10KML
9、CMini-GBIC-ZX-50单模光纤50KMLCMini-GBIC-ZX-80单模光纤80KMLC注：1.上表中Mini-GIBC-GT不支持自适应2. 根据光纤介质的纤芯大小不同，传输距离会有所不同。3.短距离使用长距模块时需加光衰常见以太网设备接口-XENPAKlXENPAK接口 传输标准：10,000M 连接XENPAK模块（逐渐被淘汰）l常用XENPAK模块24XENPAK接口模块型号介质类型传输距离接口类型10GBASE-SR多模光纤300MSC 10GBASE-LR多模光纤300MSC单模光纤10KMSC10GBASE-ER单模光纤40KMSC注：1.根据光纤介质的纤芯大小不同
10、，传输距离会有所不同。2.短距离使用长距模块时需加光衰常见以太网设备接口-XFPlXFP接口 传输标准：10,000M 连接XFP模块l常用XFP模块25模块型号介质类型传输距离接口类型10GBASE-SR-XFP多模光纤300MLC 10GBASE-LR-XFP多模光纤300MLC单模光纤10KMLC10GBASE-ER-XFP单模光纤40KMLCXFP接口注：1.根据光纤介质的纤芯大小不同，传输距离会有所不同。2.短距离使用长距模块时需加光衰课程内容l第一章 以太网传输介质l第二章 常见以太网设备接口l第三章 以太网硬件规范l第四章 以太网硬件故障排查26以太网设备接口复用l概述 接口复用
11、是指在同一台设备中，某些不同类型的接口同一时刻只能使用 其中的一个 提升设备接口的灵活性，降低用户成本 通过配置命令决定使用哪种接口l怎样判别接口复用 不同接口但编号一致27复用接口模块化硬件设计l概述 模块化设计能提升设备的灵活性与扩展性 模块化设计能方便的实现硬件冗余与更换l简单模块化 中低端设备，采用固化端口+扩展插槽方式设计 盒式设备l全模块化 高端设备，引擎（控制中心）、线卡（端口接入）、电源、风扇全模块 化 箱式设备28网络设备硬件设计标准l标准 标准尺寸的网络设备应满足 宽为19英寸，约48.26cm 高为1U的倍数，1U约4.445cm 深未做规定 规范网络设备的尺寸，是为了设
12、备保持适当的尺寸以便放机柜上l图例2919英寸19英寸1U2UPoEl概述 Power Over Ethernet，利用以太网双绞线传输数据信号的同时，还能为设备提供直流供电的技术l相关概念 PSE 供电端设备 PoE适配器、PoE交换机 一般通过双绞线4、5、7、8供电 PD 受电端设备 AP、IP电话、网络摄像头 一般通过双绞线4、5、7、8受电30PoE（续）l供电方式 “中间跨接法”( Mid -Span ),使用以太网电缆中没有被使用的空闲线对来传输直流电,相应 的Endpoint PSE支持POE功能的以太网交换机、路由器、集线器或其他网络交换设备 。 “末端跨接法”(End-Sp
13、an),是在传输数据所用的芯线上同时传输直流电,其输电采用与以 太网数据信号不同的频率。l供电过程 检测：PSE设备在端口输出很小的电压,直到其检测到线缆终端的连接为一个支持IEEE 802.3af标准的受电端设备。 PD端设备分类：当检测到受电端设备PD之后,PSE设备可能会为PD设备进行分类,并且 评估此PD设备所需的功率损耗。 开始供电：在一个可配置时间(一般小于15s)的启动期内,PSE设备开始从低电压向PD 设备供电,直至提供48V的直流电源。 供电：为PD设备提供稳定可靠48V的直流电,满足PD设备不越过 15.4W的功率消耗。 断电：若PD设备从网络上断开时,PSE就会快速地(一
14、般在300400ms之内)停止为PD 设备供电,并重复检测过程以检测线缆的终端是否连接PD设备。31交换容量l交换容量 网络设备接口处理器或接口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量 网络设备设计时决定的参数 一般用于衡量盒式交换机或箱式交换机整机转发能力l交换容量的衡量标准 盒式交换容量大于等于“端口速率 * 端口数量 * 2”时，可实现全双工无阻塞转发数据 箱式交换机整机交换容量等于“线卡交换容量 * 线卡数量”32背板带宽l背板带宽 线卡插槽和背板之间的接口带宽 背板设计时决定的参数 一般用于衡量箱式交换机的背板l背板的衡量标准 背板带宽大于等于“线卡交换容量*线卡数量*2”时，可实现全双工
15、无阻塞转发数据33以太网包转发速率计算l概念 以太网接口每秒转发报文的个数，又叫端口吞吐量 单位：pps（packet per second）l端口线速度 在物理介质上的最大速度传输，由传输标准所决定，例如1000Ml以太网帧开销 帧间隙：96/8=12字节 同步信号：64/8=8字节34以太网包转发速率计算（续）l包转发速率计算公式 最大包转发速率=端口线速度/8/（最小帧长+开销）,例：1000M端口的最 大包转发速率=1000/8/(64+20)1.488Mpps 包转发速率随着帧长度的增加而降低 网络设备开启一定功能后可能会导致包转发速率下降l线速转发条件 实际包转发速率=所有接口分别
16、乘以接口的最大包转发速率的总和l包转发速率计算例： S2628G的线速包转发速率=24*0.1488+4*1.4889.6Mpps，S2628G的实 际包转发速率=9.6Mpps，所以S2628G可以线速转发数据 RSR10-02的线速包转发速率=2*0.14880.298Mpps=298Kpps，RSR10- 02的实际包转发速率=260Kpps，所以RSR10-02接近线速转发能力35课程内容l第一章 以太网传输介质l第二章 常见以太网设备接口l第三章 以太网硬件规范l第四章 以太网硬件故障排查36以太网硬件故障排查-接口不能UPl物理线路故障 双绞线或光纤超过最大传输距离缩短线路保证在传输要求内 判断方法：测量线缆距离
