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1、以太网硬件入门,学习目标,理解以太网传输介质及接口类型 理解以太网相关硬件术语 掌握以太网硬件排错方法,课程内容,第一章 以太网传输介质 第二章 常见以太网设备接口 第三章 以太网硬件规范 第四章 以太网硬件故障排查,3,以太网传输介质,有线传输介质 双绞线 光纤 同轴电缆（较少使用） 无线传输介质 空气,4,双绞线概念,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
2、,非屏蔽双绞线 绝缘套管中无屏蔽层 价格低廉，用途广泛屏蔽双绞线 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,CAT-1/2/3/4 1/2/3/4类双绞线，目前已淘汰 CAT-5 5类双绞线，可用于100M以太网传输 CAT-5e/6 超5类/6类双绞线，可用于1,000M以太网传输 CAT-6A 超6类双绞线，可用于10,000M以太网传输 CAT-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,接口类型 RJ-45水晶头线序标准 568B 橙白-1，橙-2，绿白-3，蓝-4，蓝白-5，
3、绿-6，棕白-7，棕8 568A 绿白-1，绿-2，橙白-3，蓝-4，蓝白-5，橙-6，棕白-7，棕-8,8,直通双绞线与交叉双绞线,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 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 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）,9,Auto MDI/MDIX,概述 双绞线线序自适应 自
4、动检测连接到自己接口上的双绞线类型（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 功能支持情况 锐捷所有交换机 锐捷绝大部分路由器(RSR20-14的F0/2接口不支持),10,直通双绞线与交叉双绞线图例,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,11,8,1,水晶头铜片面向自己且向上,双绞线制作实验,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 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,光纤概述 一种利用光在玻璃或塑料
5、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 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 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,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 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
6、通信,14,光纤跳线,带有连接器与保护层的光纤一般被称为光纤跳线 光纤跳线颜色分类 黄色：单模光纤 橙色：多模光纤 光纤跳线连接器分类 SC-FC LC-ST LC-LC ,15,光纤接口类型,SCLCSTFCMT-RJ（淘汰）,16,光电转换器,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,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,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FC,19,16芯多模光缆,接口类型S
7、C或LC,接口类型多为ST或FC,500米,光纤终端盒,光纤跳线,双绞线,课程内容,第一章 以太网传输介质 第二章 常见以太网设备接口 第三章 以太网硬件规范 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,固化接口 10/100M自适应电口 10/100/1000M自适应电口扩展插槽 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,21,10/100M,10/100/1000M,扩展插槽,扩展模块,常见以太网设备接口-GBIC,GBIC接口（ Giga Bitrate Interface Converte
8、r ） 传输标准：1,000M 连接GBIC模块（逐渐被淘汰）常用GBIC模块,22,GBIC接口,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-SFP,SFP接口（ Small Formfactor Pluggable ） 传输标准：1,000M 连接Mini-GBIC模块常用Mini-GBIC模块,23,SFP接口,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-XENPAK,XENPAK接口 传输标准：10,0
9、00M 连接XENPAK模块（逐渐被淘汰）常用XENPAK模块,24,XENPAK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,常见以太网设备接口-XFP,XFP接口 传输标准：10,000M 连接XFP模块常用XFP模块,25,XFP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,第一章 以太网传输介质 第二章 常见以太网设备接口 第三章 以太网硬件规范 第四章 以太网硬件故障排查,26,以太网设备接口复用,概述 接口复用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
10、 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,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 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,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，是为了设备保持适当的尺寸以便放机柜上 图例,29,19英寸,19英寸,
11、1U,2U,PoE,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 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,30,PoE（续）,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-Span),是在传输数据所用的芯线上同时传输直流电,其
12、输电采用与以太网数据信号不同的频率。 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(一般在300400ms之内)停止为PD设备供电,并重复检测
13、过程以检测线缆的终端是否连接PD设备。,31,交换容量,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 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,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 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，可实现全双工无阻塞转发数据,33,面向十万兆平台的交换机由来,
14、S8610计算例 背板：3.2T（设计时决定） 线卡数量：8 每线卡最大交换容量=3.2T/8/2=0.2T 100G接口要求的交换容量=0.1T*2=0.2T 每线卡至少可以保证1个100G接口的全双工无阻塞转发,34,以太网包转发速率计算,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） 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1000M 以太网帧开销 帧间隙：96/8=12字节 同步信号：64/8=8字节,35,以太网包转发速率计算（续）,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
15、：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 线速转发条件 实际包转发速率=所有接口分别乘以接口的最大包转发速率的总和 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,36,课
16、程内容,第一章 以太网传输介质 第二章 常见以太网设备接口 第三章 以太网硬件规范 第四章 以太网硬件故障排查,37,以太网硬件故障排查-接口不能UP,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 线缆断裂/线缆连接器接触不良/双绞线串扰过大/光衰减过大更换线缆或更换连接器 判断方法：通过专用线缆测试仪进行测试 设备故障 设备端口硬件故障更换设备 电口判断方法：将就近两个端口使用双绞线连接起来 光口判断方法：用一根光纤打环（注：长距光模块不近端打环） 设备IOS存在缺陷更新IOS 判断方法：与800二线工程师联系后进行尝试性操作,38,以太网硬件故障排查-接口不能UP（续）,链路协商故障 两端设备接口链路协商存在兼容性问题强制两端链路的双工与速率 多发原因：不同厂商设备互连、设备与光电转换器互连 判断方法：尝试性操作 人为故障 线缆连接错误正确连接线缆 多发原因：两端线缆不是同一根、单多模光纤混用、翻转线用于数据传输 接口速率类型不匹配正确选择接口类型 多发原因：10/100M电口连接Mini-GBIC-GT、100M光纤连接1000M光纤 接口介质类型错误（复用接口）正确配置接口介质类型,
