以太网设备硬件入门

以太网硬件入门

技术培训中心2009-05修订记录2修订日期修订版本修订描述作者2009-05-29V1.0初稿完成。徐立欢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4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5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。6双绞线分类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7双绞线标准CAT-1/2/3/41/2/3/4类双绞线，目前已淘汰CAT-55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-77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8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，绿--6，棕白--7，棕—8568A绿白--1，绿--2，橙白--3，蓝--4，蓝白--5，橙--6，棕白--7，棕--89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）10AutoMDI/MDIX概述双绞线线序自自适应自动检测连接接到自己接口口上的双绞线线类型（直通通线或交叉线线），并自动动进行调节免去同构设备备必须使用交交叉线，异构构设备必须使使用直通线的的烦恼功能支持情况况锐捷所有交换换机锐捷绝大部分分路由器(RSR20-14的F0/2接口不支持)11直通双绞线与与交叉双绞线线图例图例10/100M网络使用1、3、2、6传输数据1000M网络使用全部部8根线缆传输数数据1281水晶头铜片面面向自己且向向上双绞线制作实实验实验物品双绞线2根RJ-45水晶头6个压线钳1把双绞线测试仪仪1个制作步骤制作直通双绞绞线1根制作交叉双绞绞线1根使用测试仪测测试双绞线的的联通性13光纤概述光纤概述一种利用光在在玻璃或塑料料制成的纤维维中的全反射射原理而达成成的光传导工工具微细的光纤封封装在塑料护护套中，使得得它能够弯曲曲而不至于断断裂光在光导导纤维的的传导损损耗比电电在电线线传导的的损耗低低得多，，光纤被被用作长长距离的的信息传传递光缆概述述光缆一般般由多根根光纤和和塑料保保护套管管及塑料料外皮构构成14光纤分类类单模光纤纤当光纤的的几何尺尺寸可以以于光波波长相比比拟时，，即纤芯芯的几何何尺寸与与光信号号波长相相差不大大时，一一般为5~10um，光纤只只允许一一种模式式在其中中传播，，单模光光纤具有有极宽的的带宽，，特别适适用于大大容量、、长距离离的光纤纤通信多模光纤纤多模光纤纤纤芯的的几何尺尺寸远大大于光波波波长，，一般为为50um、62.5um；光信号号是以多多个模式式方式进进行传播播的；多多模光纤纤仅用于于较小容容量、短短距离的的光纤传传输通信信15光纤接口口类型SCLCSTFCMT-RJ（淘汰）16光纤跳线线带有连接接器与保保护层的的光纤一一般被称称为光纤纤跳线光纤跳线线连接器器分类SC-FCLC-STLC-LC……光纤跳线线颜色分分类黄色：单单模光纤纤橙色：多多模光纤纤17光电转换换器概述将光纤介介质转换换成铜线线接入将铜线转转换成光光纤介质质接入俗称：光光猫、光光电收发发器18光纤终端端盒概述光纤与光光纤的熔熔接、光光纤与尾尾纤的熔熔接以及及光连接接器的交交接光纤及其其元件提提供机械械保护和和环境保保护提供光缆缆终端的的安放和和余端光光纤存储储的空间间19光纤连接接互连示意意图设备一侧侧接口类类型多为为SC或LC终端盒一一侧多为为ST或FC2016芯多模光光缆接口类型型SC或LC接口类型型多为ST或FC500米光纤终端端盒光纤跳线线双绞线课程内容容第一章以以太太网传输输介质第二章常常见见以太网网设备接接口第三章以以太太网硬件件规范第四章以以太网硬硬件故障障排查21常见以太太网设备备接口-固化接口口/扩展插槽槽固化接口口10/100M自适应电电口10/100/1000M自适应电电口扩展插槽槽10/100M自适应电电口10/100/1000M自适应电电口100M光纤接口口1000M光纤接口口堆叠接口口2210/100M10/100/1000M扩展插槽槽扩展模块块常见以太太网设备备接口-GBICGBIC接口（GigaBitrateInterfaceConverter）传输标准准：1,000M连接GBIC模块（逐逐渐被淘淘汰）常用GBIC模块23GBIC接口模块型号介质类型传输距离接口类型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GIBC-GT不支持自自适应2.根据光纤纤介质的的纤芯大大小不同同，传输输距离会会有所不不同。常见以太太网设备备接口-SFPSFP接口（SmallFormfactorPluggable）传输标准准：1,000M连接Mini-GBIC模块常用Mini-GBIC模块24SFP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550MLCMini-GBIC-LX多模光纤550MLC单模光纤10KMLCMini-GBIC-ZX-50单模光纤50KMLCMini-GBIC-ZX-80单模光纤80KMLC注：1.上表中Mini-GIBC-GT不支持自自适应2.根据光纤纤介质的的纤芯大大小不同同，传输输距离会会有所不不同。3.短距离使使用长距距模块时时需加光光衰常见以太太网设备备接口-XENPAKXENPAK接口传输标准准：10,000M连接XENPAK模块（逐逐渐被淘淘汰）常用XENPAK模块25XENPAK接口模块型号介质类型传输距离接口类型10GBASE-SR多模光纤300MSC10GBASE-LR多模光纤300MSC单模光纤10KMSC10GBASE-ER单模光纤40KMSC注：1.根据光纤纤介质的的纤芯大大小不同同，传输输距离会会有所不不同。2.短距离使使用长距距模块时时需加光光衰常见以太太网设备备接口-XFPXFP接口传输标准准：10,000M连接XFP模块常用XFP模块26模块型号介质类型传输距离接口类型10GBASE-SR-XFP多模光纤300MLC10GBASE-LR-XFP多模光纤300MLC单模光纤10KMLC10GBASE-ER-XFP单模光纤40KMLCXFP接口注：1.根据光纤介介质的纤芯芯大小不同同，传输距距离会有所所不同。2.短距离使用用长距模块块时需加光光衰课程内容第一章以以太网传传输介质第二章常常见以太太网设备接接口第三章以以太网硬硬件规范第四章以以太网网硬件故障障排查27以太网设备备接口复用用概述接口复用是是指在同一一台设备中中，某些不不同类型的的接口同一一时刻只能能使用其中中的一个提升设备接接口的灵活活性，降低低用户成本本通过配置命命令决定使使用哪种接接口怎样判别接接口复用不同接口但但编号一致致28复用接口模块化硬件件设计概述模块化设计计能提升设设备的灵活活性与扩展展性模块化设计计能方便的的实现硬件件冗余与更更换简单模块化化中低端设备备，采用固固化端口+扩展插槽方方式设计盒式设备全模块化高端设备，，引擎（控控制中心））、线卡（（端口接入入）、电源源、风扇全全模块化箱式设备29网络设备硬硬件设计标标准标准标准尺寸的的网络设备备应满足宽为19英寸，约48.26cm高为1U的倍数，1U约4.445cm深未做规定定规范网络设设备的尺寸寸，是为了了设备保持持适当的尺尺寸以便放放机柜上图例3019英寸19英寸1U2UPoE概述PowerOverEthernet，利用以太太网双绞线线传输数据据信号的同同时，还能能为设备提提供直流供供电的技术术相关概念PSE供电端设备备PoE适配器、PoE交换机一般通过双双绞线4、5、7、8供电PD受电端设备备AP、IP电话、网络络摄像头一般通过双双绞线4、5、7、8受电31PoE（续）供电方式“中间跨接接法”(Mid-Span),使用以太网网电缆中没没有被使用用的空闲线线对来传输输直流电,相应的EndpointPSE支持POE功能的以太太网交换机机、路由器器、集线器器或其他网网络交换设设备。“末端跨接接法”(End-Span),是在传输数数据所用的的芯线上同同时传输直直流电,其输电采用用与以太网网数据信号号不同的频频率。供电过程检测：PSE设备在端口口输出很小小的电压,直到其检测测到线缆终终端的连接接为一个支支持IEEE802.3af标准的受电电端设备。。PD端设备分类类：当检测测到受电端端设备PD之后,PSE设备可能会会为PD设备进行分分类,并且评估此此PD设备所需的的功率损耗耗。开始供电：：在一个可可配置时间间(一般小于15μs)的启动期内内,PSE设备开始从从低电压向向PD设备供电,直至提供48V的直流电源源。供电：为PD设备提供稳稳定可靠48V的直流电,满足PD设备不越过过15.4W的功率消耗耗。断电：若PD设备从网络络上断开时时,PSE就会快速地地(一般在300～400ms之内)停止为PD设备供电,并重复检测测过程以检检测线缆的的终端是否否连接PD设备。32以太网包转转发速率计计算概念以太网接口口每秒转发发报文的个个数，又叫叫端口吞吐吐量单位：pps（packetpersecond）端口线速度度在物理介质质上的最大大速度传输输，由传输输标准所决决定，例如如1000M以太网帧开开销帧间隙：96/8=12字节同步信号：：64/8=8字节33以太网包转转发速率计计算（续））包转发速率率计算公式式最大包转发发速率=端口线速度度/8/（最小帧长长+开销）,例：1000M端口的最大大包转发速速率=1000/8/(64+20)≈1.488Mpps包转发速率率随着帧长长度的增加加而降低网络设备开开启一定功功能后可能能会导致包包转发速率率下降线速转发条条件实际包转发发速率=所有接口分分别乘以接接口的最大大包转发速速率的总和和包转发速率率计算例：：S2628G的线速包转转发速率=24*0.1488+4*1.488≈9.6Mpps，S2628G的实际包转转发速率=9.6Mpps，所以S2628G可以线速转转发数据RSR10-02的线速包转转发速率=2*0.1488≈0.298Mpps=298Kpps，RSR10-02的实际包转发发速率=260Kpps，所以RSR10-02接近线速转发发能力34课程内容第一章以以太网传输介介质第二章常常见以太网设设备接口第三章以以太网硬件规规范第四章以以太网硬件件故障排查35以太网硬件故故障排查-接口不能UP物理线路故障障双绞线或光纤纤超过最大传传输距离——缩短线路保证证在传输要求求内判断方法：测测量线缆距离离线缆断裂/线缆连接器接接触不良/双绞线串扰过过大/光衰减过大——更换线缆或更更换连接器判断方法：通通过专用线缆缆测试仪进行行测试设备故障设备端口硬件件故障——更换设备电口判断方法法：将就近两两个端口使用用双绞线连接接起来光口判断方法法：用一根光光纤打环（注注：长距光模模块不近端打打环）设备IOS存在缺陷——更新IOS判断方法：与与800二线工程师联联系后进行尝尝试性操作36以太网硬件故故障排查-接口不能UP（续）链路协商故障障两端设备接口口链路协商存存在兼容性问问题——强制两端链路路的双工与速速率多发原因：不不同厂商设备备互连、设备备与光电转换换器互连判断方法：尝尝试性操作人为故障线缆连接错误误——正确连接线缆缆多发原因：两两端线缆不是是同一根、单单多模光纤混混用、翻转线线用于数据传传输接口速率类型型不匹配——正确选择接口口类型多发原因：10/100M电口连接Mini-GBIC-GT、100M光纤连接1000M光纤接口介质类型型错误（复用用接口）——正确配置接口口介质类型37以太网硬件故故障排查-接口能UP，但传输慢物理线路故障障线缆连接器接接触不良/双绞线串扰过过大/光衰减过大——更换线缆或更更换连接器判断方法1：登陆设备，，通过showinterface（路由器）或或showinterfacecounters（交换机）查查看Undersize、Oversize、collisions、Fragments、Jabbers、CRCalignmenterrors、AlignmentErrors、FCSErrors、droppedpacketevents后面的数值是是否在不断增增长判断方法2：通过专用线线缆测试仪进进行测试设备故障设备端口硬件件故障——更换设备判断方法：尝尝试性操作，，需二维检测测设备IOS存在缺陷——更新IOS判断方法：与与800二线工程师联联系后进行尝尝试性操作38以太网硬件故故障排查-接口能UP，但传输慢（（续）链路协商故障障两端设备接口口链路双工速速率协商存在在兼容性问题题——强制两端链路路的双工与速速率判断方法：尝尝试性操作两端设备接口口流控协商存存在问题——开启/关闭流控判断方法：尝尝试性操作人为故障网络中存在异异常流量判断方法：抓抓获网络报文文进行分析39附：以太网接接口异常流量量信息解释对照表Undersize:长度小于64字节，校验和和正确的报文文Oversize:帧超长且校验验和正确的报报文Collisions:冲突帧Fragments:长度小于64字节，校验和和错误的报文文Jabbers:帧超长且校验验和错误的报报文CRCalignmenterrors:非超常帧且校校验和错误的的报文AlignmentErrors:接收的帧有重重组错误FCSErrors:帧的内容改变变或者丢失droppedpacketevents:丢弃报文40Q&A5类双绞线可用用于千兆以太太网的传输吗吗？568B与568A的线序是什么么？一般的以太网网设备上都有有哪些接口类类型，各种的的传输速率是是多少？常见的光纤接接口都有哪些些？长波光可以在在多模光纤里里传输吗？短短波光可以在在单模光纤里里传输吗？1U有多高？PoE中的PD可以工作在1000M速率吗？已知3760-48交换机能线速速转发数据（（48个100M接口，4个1000M接口），计算算其包转发速速率是多少？？当以太网接口口不能UP时，你将怎样样进行排错？？4142THANKS！9、静夜四无无邻，荒居居旧业贫。。。12月-2212月-22Thursday,December8,202210、雨雨中中黄黄叶叶树树，，灯灯下下白白头头人人。。。。08:43:1708:43:1708:4312/8/20228:43:17AM11、以我独沈沈久，愧君君相见频。。。12月-2208:43:1708:43Dec-2208-Dec-2212、故故人人江江海海别别，，几几度度隔隔山山川川。。。。08:43:1708:43:1708:43Thursday,December8,202213、乍见翻翻疑梦，，相悲各各问年。。。12月-2212月-2208:43:1708:43:17December8,202214、他乡生白发发，旧国见青青山。。08十二月月20228:43:17上午08:43:1712月-2215、比不了得就就不比，得不不到的就不要要。。。十二月228:43上上午12月-2208:43December8,202216、行行动动出出成成果果，，工工作作出出财财富富。。。。2022/12/88:43:1708:43:1708December202217、做做前前，，能能够够环环视视四四周周；；做做时时，，你你只只能能或或者者最最好好沿沿着着以以脚脚为为起起点点的的射射线线向向前前。。。。8:43:17上上午午8:43上上午午08:43:1712月月-229、没有有失败败，只只有暂暂时停停止成成功！！。12月月-2212月月-22Thursday,December8,202210、很多多事情情努力力了未未必有有结果果，但但是不不努力力却什什么改改变也也没有有。。。08:43:1708:43:1708:4312/8/20228:43:17AM11、成功就是日日复一日那一一点点小小努努力的积累。。。12月-2208:43:1708:43Dec-2208-Dec-2212、世间间成事事，不不求其其绝对对圆满满，留留一份份不足足，可可得无无限完完美。。。08:43:1708:43:1708:43Thursday,December8,202213、不知香积积寺，数里里入云峰。。。12月-2212月-2208:43:1708:43:17December8,202214、意意志志坚坚强强的的人人能能把把世世界界放放在在手手中中像像泥泥块块一一样样任任意意揉揉捏捏。。08十十二二月月20228:43:17上上午午08:43:1712月月-2215、楚塞三湘湘接，荆门门九派通。。。。十二月228:43上上午12月-2208:43December8,202216、少年十五五二十时，，步行夺得得胡马骑。。。2022/12/88:43:1708:43:1708December202217、空山新雨