以太網硬件入門技術知識(共42頁).ppt

1、以太網硬件入門以太網硬件入門修訂記錄2修訂日期修訂版本修訂描述作者2009-05-29V1.0初稿完成。徐立歡學習目標l理解以太網傳輸介質及接口類型l理解以太網相關硬件術語l掌握以太網硬件排錯方法課程內容l第一章第一章 以太網傳輸介質以太網傳輸介質l第二章第二章 常見以太網設備接口常見以太網設備接口l第三章第三章 以太網硬件標準以太網硬件標準l第四章第四章 以太網硬件故障排查以太網硬件故障排查4以太網傳輸介質l有線傳輸介質l雙絞線l光纖l同軸電纜較少使用l無線傳輸介質l空氣5雙絞線概念l概念 雙絞線由兩根絕緣銅導線相互纏繞而成。 兩根絕緣的銅導線按一定密度互相絞在一起，可降低信號干擾的程度，每

2、一根導線在傳輸中輻射的電波也會被另一根線上發(fā)出的電波抵消。 把一對或多對雙絞線放在一個絕緣套管中便成了雙絞線電纜，在局域網中常用雙絞線4對雙絞線組成的。6雙絞線分類l非屏蔽雙絞線 絕緣套管中無屏蔽層 價格低廉，用途廣泛l屏蔽雙絞線 絕緣套管中外層由鋁鉑包裹，以減小輻射 價格相對較高，高要求場合應用7雙絞線標準lCAT-1/2/3/4l1/2/3/4類雙絞線，目前已淘汰lCAT-5l5類雙絞線，可用于100M以太網傳輸lCAT-5e/6l超5類/6類雙絞線，可用于1,000M以太網傳輸lCAT-6Al超6類雙絞線，可用于10,000M以太網傳輸lCAT-7l7類雙絞線，可用于更高標準大于等于10

3、,000M以太網傳輸l必須為屏蔽線8雙絞線接口類型與線序標準l接口類型 RJ-45水晶頭l線序標準 568B 橙白-1，橙-2，綠白-3，藍-4，藍白-5，綠-6，棕白-7，棕8 568A 綠白-1，綠-2，橙白-3，藍-4，藍白-5，橙-6，棕白-7，棕-89直通雙絞線與交叉雙絞線l直通雙絞線正線l雙絞線兩端都采用同一線序標準568A或568B制作l通常用于異構設備互連lPC連接交換機lPC連接路由器l交換機連接路由器l交叉雙絞線反線l雙絞線一端采用568A線序標準，另一端采用568B線序標準l通常用于同構設備互連lPC連接PCl交換機連接交換機l路由器連接路由器l翻轉雙絞線l雙絞線一端采用

4、任意線序，另一端線序完全相反l用于網絡設備console管理不能用于數據傳輸10Auto MDI/MDIXl概述l雙絞線線序自適應l自動檢測連接到自己接口上的雙絞線類型直通線或交叉線，并自動進行調節(jié)l免去同構設備必須使用交叉線，異構設備必須使用直通線的煩惱l功能支持情況l銳捷所有交換機l銳捷絕大局部路由器(RSR20-14的F0/2接口不支持)11直通雙絞線與交叉雙絞線圖例l圖例 10/100M網絡使用1、3、2、6傳輸數據 1000M網絡使用全部8根線纜傳輸數據1281水晶頭銅片面向自己且向上雙絞線制作實驗l實驗物品 雙絞線2根 RJ-45水晶頭6個 壓線鉗1把 雙絞線測試儀1個l制作步驟

5、制作直通雙絞線1根 制作交叉雙絞線1根 使用測試儀測試雙絞線的聯通性13光纖概述l光纖概述 一種利用光在玻璃或塑料制成的纖維中的全反射原理而達成的光傳導工具 微細的光纖封裝在塑料護套中，使得它能夠彎曲而不至于斷裂 光在光導纖維的傳導損耗比電在電線傳導的損耗低得多，光纖被用作長距離的信息傳遞l光纜概述 光纜一般由多根光纖和塑料保護套管及塑料外皮構成14光纖分類l單模光纖l當光纖的幾何尺寸可以于光波長相比較時，即纖芯的幾何尺寸與光信號波長相差不大時，一般為510um，光纖只允許一種模式在其中傳播，單模光纖具有極寬的帶寬，特別適用于大容量、長距離的光纖通信l多模光纖l多模光纖纖芯的幾何尺寸遠大于光波

6、波長，一般為50um、62.5um；光信號是以多個模式方式進行傳播的；多模光纖僅用于較小容量、短距離的光纖傳輸通信15光纖接口類型lSClLClSTlFClMT-RJ淘汰16光纖跳線l帶有連接器與保護層的光纖一般被稱為光纖跳線l光纖跳線連接器分類 SC-FC LC-ST LC-LC l光纖跳線顏色分類 黃色：單模光纖 橙色：多模光纖17光電轉換器l概述 將光纖介質轉換成銅線接入 將銅線轉換成光纖介質接入 俗稱：光貓、光電收發(fā)器18光纖終端盒l(wèi)概述 光纖與光纖的熔接、光纖與尾纖的熔接以及光連接器的交接 光纖及其元件提供機械保護和環(huán)境保護 提供光纜終端的安放和余端光纖存儲的空間19光纖連接l互連示

7、意圖 設備一側接口類型多為SC或LC 終端盒一側多為ST或FC2016芯多模光纜芯多模光纜接口類型SC或LC接口類型多為ST或FC500米光纖終端盒光纖跳線雙絞線課程內容l第一章 以太網傳輸介質l第二章 常見以太網設備接口l第三章 以太網硬件標準l第四章 以太網硬件故障排查21常見以太網設備接口-固化接口/擴展插槽l固化接口 10/100M自適應電口 10/100/1000M自適應電口l擴展插槽 10/100M自適應電口 10/100/1000M自適應電口 100M光纖接口 1000M光纖接口 堆疊接口2210/100M10/100/1000M擴展插槽擴展模塊常見以太網設備接口-GBIClGB

8、IC接口 Giga Bitrate Interface Converter l傳輸標準：1,000Ml連接GBIC模塊逐漸被淘汰l常用GBIC模塊23GBIC接口模塊型號模塊型號介質類型介質類型傳輸距離傳輸距離接口類型接口類型GBIC-GTGBIC-GT雙絞線100MRJ-45GBIC-SX多模光纖550MSCGBIC-LX多模光纖550MSC單模光纖10KMSC注：1.上表中GIBC-GT不支持自適應 2. 根據光纖介質的纖芯大小不同，傳輸距離會有所不同。常見以太網設備接口-SFPlSFP接口 Small Formfactor Pluggable l傳輸標準：1,000Ml連接Mini-GB

9、IC模塊l常用Mini-GBIC模塊24SFP接口模塊型號模塊型號介質類型介質類型傳輸距離傳輸距離接口類型接口類型Mini-GBIC-GTMini-GBIC-GT雙絞線100MRJ-45Mini-GBIC-SX多模光纖550MLCMini-GBIC-LX多模光纖550MLC單模光纖10KMLCMini-GBIC-ZX-50單模光纖50KMLCMini-GBIC-ZX-80單模光纖80KMLC注：1.上表中Mini-GIBC-GT不支持自適應 2. 根據光纖介質的纖芯大小不同，傳輸距離會有所不同。 3.短距離使用長距模塊時需加光衰常見以太網設備接口-XENPAKlXENPAK接口l傳輸標準：10

10、,000Ml連接XENPAK模塊逐漸被淘汰l常用XENPAK模塊25XENPAK接口模塊型號模塊型號介質類型介質類型 傳輸距離傳輸距離 接口類型接口類型10GBASE-SR多模光纖300MSC10GBASE-LR多模光纖300MSC單模光纖10KMSC10GBASE-ER單模光纖40KMSC注：1.根據光纖介質的纖芯大小不同，傳輸距離會有所不同。 2.短距離使用長距模塊時需加光衰常見以太網設備接口-XFPlXFP接口 傳輸標準：10,000M 連接XFP模塊l常用XFP模塊26模塊型號模塊型號介質類型介質類型 傳輸距離傳輸距離 接口類型接口類型10GBASE-SR-XFP多模光纖300MLC1

11、0GBASE-LR-XFP多模光纖300MLC單模光纖10KMLC10GBASE-ER-XFP單模光纖40KMLCXFP接口注：1.根據光纖介質的纖芯大小不同，傳輸距離會有所不同。 2.短距離使用長距模塊時需加光衰課程內容l第一章 以太網傳輸介質l第二章 常見以太網設備接口l第三章 以太網硬件標準l第四章 以太網硬件故障排查27以太網設備接口復用l概述l接口復用是指在同一臺設備中，某些不同類型的接口同一時刻只能使用其中的一個l提升設備接口的靈活性，降低用戶本錢l通過配置命令決定使用哪種接口l怎樣判別接口復用l不同接口但編號一致28復用接口模塊化硬件設計l概述l模塊化設計能提升設備的靈活性與擴展

12、性l模塊化設計能方便的實現硬件冗余與更換l簡單模塊化l中低端設備，采用固化端口+擴展插槽方式設計l盒式設備l全模塊化l高端設備，引擎控制中心、線卡端口接入、電源、風扇全模塊化l箱式設備29網絡設備硬件設計標準l標準l標準尺寸的網絡設備應滿足l寬為19英寸，約48.26cm l高為1U的倍數，1U約4.445cml深未做規(guī)定l標準網絡設備的尺寸，是為了設備保持適當的尺寸以便放機柜上l圖例3019英寸19英寸1U2UPoEl概述lPower Over Ethernet，利用以太網雙絞線傳輸數據信號的同時，還能為設備提供直流供電的技術l相關概念lPSEl供電端設備lPoE適配器、PoE交換機l一般通

13、過雙絞線4、5、7、8供電lPDl受電端設備lAP、IP 、網絡攝像頭l一般通過雙絞線4、5、7、8受電31PoE續(xù)l供電方式l“中間跨接法( Mid -Span ),使用以太網電纜中沒有被使用的空閑線對來傳輸直流電,相應的Endpoint PSE支持POE功能的以太網交換機、路由器、集線器或其他網絡交換設備。l“末端跨接法(End-Span),是在傳輸數據所用的芯線上同時傳輸直流電,其輸電采用與以太網數據信號不同的頻率。l供電過程l檢測：PSE設備在端口輸出很小的電壓,直到其檢測到線纜終端的連接為一個支持IEEE 802.3af標準的受電端設備。lPD端設備分類：當檢測到受電端設備PD之后,

14、PSE設備可能會為PD設備進行分類,并且評估此PD設備所需的功率損耗。l開始供電：在一個可配置時間(一般小于15s)的啟動期內,PSE設備開始從低電壓向PD設備供電,直至提供48V的直流電源。l供電：為PD設備提供穩(wěn)定可靠48V的直流電,滿足PD設備不越過 15.4W的功率消耗。l斷電：假設PD設備從網絡上斷開時,PSE就會快速地(一般在300400ms之內)停止為PD設備供電,并重復檢測過程以檢測線纜的終端是否連接PD設備。32以太網包轉發(fā)速率計算l概念l以太網接口每秒轉發(fā)報文的個數，又叫端口吞吐量l單位：ppspacket per secondl端口線速度l在物理介質上的最大速度傳輸，由傳

15、輸標準所決定，例如1000Ml以太網幀開銷l幀間隙：96/8=12字節(jié)l同步信號：64/8=8字節(jié)33以太網包轉發(fā)速率計算續(xù)l包轉發(fā)速率計算公式l最大包轉發(fā)速率=端口線速度/8/最小幀長+開銷,例：1000M端口的最大包轉發(fā)速率=1000/8/(64+20)1.488Mppsl包轉發(fā)速率隨著幀長度的增加而降低l網絡設備開啟一定功能后可能會導致包轉發(fā)速率下降l線速轉發(fā)條件l實際包轉發(fā)速率=所有接口分別乘以接口的最大包轉發(fā)速率的總和l包轉發(fā)速率計算例：lS2628G的線速包轉發(fā)速率=24*0.1488+4*1.4889.6Mpps，S2628G的實際包轉發(fā)速率=9.6Mpps，所以S2628G可以

16、線速轉發(fā)數據lRSR10-02的線速包轉發(fā)速率=2*0.14880.298Mpps=298Kpps，RSR10-02的實際包轉發(fā)速率=260Kpps，所以RSR10-02接近線速轉發(fā)能力34課程內容l第一章 以太網傳輸介質l第二章 常見以太網設備接口l第三章 以太網硬件標準l第四章 以太網硬件故障排查35以太網硬件故障排查-接口不能UPl物理線路故障l雙絞線或光纖超過最大傳輸距離縮短線路保證在傳輸要求內l判斷方法：測量線纜距離l線纜斷裂/線纜連接器接觸不良/雙絞線串擾過大/光衰減過大更換線纜或更換連接器l判斷方法：通過專用線纜測試儀進行測試l設備故障l設備端口硬件故障更換設備l電口判斷方法：將

17、就近兩個端口使用雙絞線連接起來l光口判斷方法：用一根光纖打環(huán)注：長距光模塊不近端打環(huán)l設備IOS存在缺陷更新IOSl判斷方法：與800二線工程師聯系后進行嘗試性操作36以太網硬件故障排查-接口不能UP續(xù)l鏈路協商故障l兩端設備接口鏈路協商存在兼容性問題強制兩端鏈路的雙工與速率l多發(fā)原因：不同廠商設備互連、設備與光電轉換器互連l判斷方法：嘗試性操作l人為故障l線纜連接錯誤正確連接線纜l多發(fā)原因：兩端線纜不是同一根、單多模光纖混用、翻轉線用于數據傳輸l接口速率類型不匹配正確選擇接口類型l多發(fā)原因：10/100M電口連接Mini-GBIC-GT、100M光纖連接1000M光纖l接口介質類型錯誤復用接

18、口正確配置接口介質類型37以太網硬件故障排查-接口能UP，但傳輸慢l物理線路故障l線纜連接器接觸不良/雙絞線串擾過大/光衰減過大更換線纜或更換連接器l判斷方法1：登陸設備，通過show interface路由器或show interface counters交換機查看Undersize、Oversize、collisions、Fragments、Jabbers、CRC alignment errors、AlignmentErrors、FCSErrors、dropped packet events后面的數值是否在不斷增長l判斷方法2：通過專用線纜測試儀進行測試l設備故障l設備端口硬件故障更換設備l判斷方法：嘗試性操作，需二維檢測l設備IOS存在缺陷更新IOSl判斷方法：與800二線工程師聯系后進行嘗試性操作38以太網