以太網(wǎng)設(shè)備硬件入門

1、以太網(wǎng)硬件入門以太網(wǎng)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；公開級文檔徐立歡2009-09-04V1.1添加備注徐立歡2010-03-09V1.2修正部分錯誤，添加圖片，添加SFP+標(biāo)準(zhǔn)徐立歡學(xué)習(xí)目標(biāo)l理解以太網(wǎng)傳輸介質(zhì)及接口類型l理解以太網(wǎng)相關(guān)硬件術(shù)語l掌握以太網(wǎng)硬件排錯方法課程內(nèi)容l第一章第一章 以太網(wǎng)傳輸介質(zhì)以太網(wǎng)傳輸介質(zhì)l第二章 常見以太網(wǎng)設(shè)備接口l第三章 以太網(wǎng)硬件規(guī)范l第四章 以太網(wǎng)硬件故障排查4以太網(wǎng)傳輸介質(zhì)l有線傳輸介質(zhì) 雙絞線 光纖 同軸電纜（較少使用）l無線傳輸介質(zhì) 空氣5雙絞線概念l概念 雙絞線由兩根絕緣銅導(dǎo)線相互纏繞而成。 兩

2、根絕緣的銅導(dǎo)線按一定密度互相絞在一起，可降低信號干擾的程度，每一根導(dǎo)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(wǎng)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(yīng)用7雙絞線標(biāo)準(zhǔn)lCAT-1/2/3/4 1/2/3/4類雙絞線，目前已淘汰lCAT-5 5類雙絞線，可用于100M以太網(wǎng)傳輸lCAT-5e/6 超5類/6類雙絞線，可用于1,000M以太網(wǎng)傳輸lCAT-6A 超6類雙絞線，可用于10,000M

3、以太網(wǎng)傳輸lCAT-7 7類雙絞線，可用于更高標(biāo)準(zhǔn)（大于等于10,000M）以太網(wǎng)傳輸 必須為屏蔽線8雙絞線接口類型與線序標(biāo)準(zhǔn)l接口類型 RJ-45水晶頭l線序標(biāo)準(zhǔn) 568B 橙白-1，橙-2，綠白-3，藍(lán)-4，藍(lán)白-5，綠-6，棕白-7，棕8 568A 綠白-1，綠-2，橙白-3，藍(lán)-4，藍(lán)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） 雙絞線兩端都采用同一線序標(biāo)準(zhǔn)（568A或568B）制作 通常用于異構(gòu)設(shè)備互連PC連接交換機(jī)交換機(jī)連接路由器l交叉雙絞線（反線） 雙絞線一端采用568A線序標(biāo)準(zhǔn)，另一端采用568B線序標(biāo)準(zhǔn) 通常用于同構(gòu)設(shè)備互連PC連接PCPC連接

4、路由器交換機(jī)連接交換機(jī)路由器連接路由器l翻轉(zhuǎn)雙絞線 雙絞線一端采用任意線序，另一端線序完全相反 用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備console管理（不能用于數(shù)據(jù)傳輸）10Auto MDI/MDIXl概述 雙絞線線序自適應(yīng) 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(jìn)行調(diào)節(jié) 免去同構(gòu)設(shè)備必須使用交叉線，異構(gòu)設(shè)備必須使用直通線的煩惱l功能支持情況 銳捷所有交換機(jī) 銳捷絕大部分路由器(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(wǎng)絡(luò)使用1、3、2、6傳輸數(shù)據(jù) 1000M網(wǎng)絡(luò)使用全部8根線纜傳輸數(shù)據(jù)1281水晶頭銅片面向自己且向上光纖概述l光纖概述 一種利

5、用光在玻璃或塑料制成的纖維中的全反射原理而達(dá)成的光傳導(dǎo)工具 微細(xì)的光纖封裝在塑料護(hù)套中，使得它能夠彎曲而不至于斷裂 光在光導(dǎo)纖維的傳導(dǎo)損耗比電在電線傳導(dǎo)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(hù)套管及塑料外皮構(gòu)成13光纖分類l單模光纖 當(dāng)光纖的幾何尺寸可以于光波長相比擬時，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 多模光纖纖芯的幾何尺寸遠(yuǎn)大于光波波長，一般為50um、62.5um；光信號是以多個模式方式進(jìn)行傳播的；多模光纖僅用于較小容量、短距

6、離的光纖傳輸通信14光纖跳線l帶有連接器與保護(hù)層的光纖一般被稱為光纖跳線l光纖跳線顏色分類 黃色：單模光纖 橙色：多模光纖l光纖跳線連接器分類 SC-FC LC-ST LC-LC 15光纖接口類型lSClLClSTlFClMT-RJ（淘汰淘汰）16光電轉(zhuǎn)換器l概述 將光纖介質(zhì)轉(zhuǎn)換成銅線接入 將銅線轉(zhuǎn)換成光纖介質(zhì)接入 俗稱：光貓、光電收發(fā)器17光纖終端盒/光纖配線架(ODF)l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(jī)械保護(hù)和環(huán)境保護(hù) 提供光纜終端的安放和余端光纖存儲的空間18光纖連接l互連示意圖 設(shè)備一側(cè)接口類型為SC或LC 終端盒一側(cè)多為ST或FC1916

7、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(nèi)容l第一章 以太網(wǎng)傳輸介質(zhì)l第二章第二章 常見以太網(wǎng)設(shè)備接口常見以太網(wǎng)設(shè)備接口l第三章 以太網(wǎng)硬件規(guī)范l第四章 以太網(wǎng)硬件故障排查20常見以太網(wǎng)設(shè)備接口-固化接口/擴(kuò)展插槽l固化接口 10/100M自適應(yīng)電口 10/100/1000M自適應(yīng)電口l擴(kuò)展插槽 10/100M自適應(yīng)電口 10/100/1000M自適應(yīng)電口 100M光纖接口 1000M光纖接口 堆疊接口2110/100M10/100/1000M擴(kuò)展插槽擴(kuò)展模塊lGBIC接口（ Giga Bitrate Interface Converte

8、r ） 傳輸標(biāo)準(zhǔn)：1,000M 連接GBIC模塊（逐漸被淘汰）l常用GBIC模塊常見以太網(wǎng)設(shè)備接口-GBIC22模塊型號模塊型號介質(zhì)類型介質(zhì)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GBIC-GT不支持自適應(yīng) 2. 根據(jù)光纖介質(zhì)的纖芯大小不同，傳輸距離會有所不同。GBIC接口常見以太網(wǎng)設(shè)備接口-SFPlSFP接口（ Small Formfactor Pluggable ） 傳輸標(biāo)準(zhǔn)：1,000M 連接Mini-GBIC模塊l常用Mini-GBIC模

9、塊23SFP接口模塊型號模塊型號介質(zhì)類型介質(zhì)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(yīng) 2. 根據(jù)光纖介質(zhì)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lXENPAK接口 傳輸標(biāo)準(zhǔn)：10,000M 連接XENPAK模塊（逐漸被淘汰）l常用XENPAK模

10、塊常見以太網(wǎng)設(shè)備接口-XENPAK24模塊型號模塊型號介質(zhì)類型介質(zhì)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(jù)光纖介質(zhì)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XENPAK接口常見以太網(wǎng)設(shè)備接口-XFPlXFP接口 傳輸標(biāo)準(zhǔn)：10,000M 連接XFP模塊l常用XFP模塊25模塊型號模塊型號介質(zhì)類型介質(zhì)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300MLC10GBASE-LR-XFP多模

11、光纖300MLC單模光纖10KMLC10GBASE-ER-XFP單模光纖40KMLCXFP接口注：1.根據(jù)光纖介質(zhì)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(wǎng)設(shè)備接口-SFP+lSFP+接口 傳輸標(biāo)準(zhǔn)：10,000M 連接SFP+模塊l常用SFP+模塊26模塊型號模塊型號介質(zhì)類型介質(zhì)類型 傳輸距離傳輸距離 接口類型接口類型10GBASE-SR-SFP+多模光纖300MLC10GBASE-LR-SFP+多模光纖300MLC單模光纖10KMLC10GBASE-ER-SFP+單模光纖40KMLC注：1.根據(jù)光纖介質(zhì)的纖芯大小不同，傳輸距離會有所不同。 2.短距離使

12、用長距模塊時需加光衰SFP+接口常用光纖模塊對照模塊類型模塊類型連接速率連接速率接口類型接口類型幾何尺寸幾何尺寸GBIC1,000M（1G）SC大（2倍SFP）SFP1,000M（1G）LC小XENPAK10,000M（10G）SC非常大（2倍GBIC）XFP10,000M（10G）LC中（比SFP稍大）SFP+10,000M（10G）LC?。ㄅcSFP一樣）27課程內(nèi)容l第一章 以太網(wǎng)傳輸介質(zhì)l第二章 常見以太網(wǎng)設(shè)備接口l第三章第三章 以太網(wǎng)硬件規(guī)范以太網(wǎng)硬件規(guī)范l第四章 以太網(wǎng)硬件故障排查28以太網(wǎng)設(shè)備接口復(fù)用l概述 接口復(fù)用是指在同一臺設(shè)備中，某些不同類型的接口同一時刻只能使用其中的一個

13、提升設(shè)備接口的靈活性，降低用戶成本 通過配置命令決定使用哪種接口l怎樣判別接口復(fù)用 不同接口但編號一致29復(fù)用接口模塊化硬件設(shè)計l概述 模塊化設(shè)計能提升設(shè)備的靈活性與擴(kuò)展性 模塊化設(shè)計能方便的實(shí)現(xiàn)硬件冗余與更換l簡單模塊化 中低端設(shè)備，采用固化端口+擴(kuò)展插槽方式設(shè)計 盒式設(shè)備l全模塊化 高端設(shè)備，引擎（控制中心）、線卡（端口接入）、電源、風(fēng)扇全模塊化 箱式設(shè)備30網(wǎng)絡(luò)設(shè)備硬件設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)l標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)尺寸的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備應(yīng)滿足 寬為19英寸，約48.26cm 高為1U的倍數(shù)，1U約4.445cm 深未做規(guī)定 規(guī)范網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的尺寸，是為了設(shè)備保持適當(dāng)?shù)某叽缫员惴艡C(jī)柜上l圖例3119英寸19英寸1U2UPoEl

14、概述 Power Over Ethernet，利用以太網(wǎng)雙絞線傳輸數(shù)據(jù)信號的同時，還能為設(shè)備提供直流供電的技術(shù)l相關(guān)概念 PSE 供電端設(shè)備 PoE適配器、PoE交換機(jī) 一般通過雙絞線4、5、7、8供電 PD 受電端設(shè)備 AP、IP電話、網(wǎng)絡(luò)攝像頭 一般通過雙絞線4、5、7、8受電32PoE（續(xù)）l供電方式 “中間跨接法”( Mid -Span ),使用以太網(wǎng)電纜中沒有被使用的空閑線對來傳輸直流電,相應(yīng)的Endpoint PSE支持POE功能的以太網(wǎng)交換機(jī)、路由器、集線器或其他網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備。 “末端跨接法”(End-Span),是在傳輸數(shù)據(jù)所用的芯線上同時傳輸直流電,其輸電采用與以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號

15、不同的頻率。l供電過程 檢測：PSE設(shè)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(biāo)準(zhǔn)的受電端設(shè)備。 PD端設(shè)備分類：當(dāng)檢測到受電端設(shè)備PD之后,PSE設(shè)備可能會為PD設(shè)備進(jìn)行分類,并且評估此PD設(shè)備所需的功率損耗。 開始供電：在一個可配置時間(一般小于15s)的啟動期內(nèi),PSE設(shè)備開始從低電壓向PD設(shè)備供電,直至提供48V的直流電源。 供電：為PD設(shè)備提供穩(wěn)定可靠48V的直流電,滿足PD設(shè)備不越過 15.4W的功率消耗。 斷電：若PD設(shè)備從網(wǎng)絡(luò)上斷開時,PSE就會快速地(一般在300400ms之內(nèi))停止為PD設(shè)備供電,并重復(fù)檢測過程以檢測線纜的終端是否

16、連接PD設(shè)備。33交換容量l交換容量 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口處理器或接口卡和數(shù)據(jù)總線間所能吞吐的最大數(shù)據(jù)量 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)計時決定的參數(shù) 一般用于衡量盒式交換機(jī)或箱式交換機(jī)整機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)能力l交換容量的衡量標(biāo)準(zhǔn) 盒式交換容量大于等于“端口速率 * 端口數(shù)量 * 2”時，可實(shí)現(xiàn)全雙工無阻塞轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù) 箱式交換機(jī)整機(jī)交換容量等于“線卡交換容量 * 線卡數(shù)量”34背板帶寬l背板帶寬 線卡插槽和背板之間的接口帶寬 背板設(shè)計時決定的參數(shù) 一般用于衡量箱式交換機(jī)的背板l背板的衡量標(biāo)準(zhǔn) 背板帶寬大于等于“線卡交換容量*線卡數(shù)量*2”時，可實(shí)現(xiàn)全雙工無阻塞轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)35面向十萬兆平臺的交換機(jī)由來lS8610計算例 背板：3.2T（設(shè)

17、計時決定） 線卡數(shù)量：8 每線卡最大交換容量=3.2T/8/2=0.2T 100G接口要求的交換容量=0.1T*2=0.2T 每線卡至少可以保證1個100G接口的全雙工無阻塞轉(zhuǎn)發(fā)36以太網(wǎng)包轉(zhuǎn)發(fā)速率計算l概念 以太網(wǎng)接口每秒轉(zhuǎn)發(fā)報文的個數(shù)，又叫端口吞吐量 單位：pps（packet per second）l端口線速度 在物理介質(zhì)上的最大速度傳輸，由傳輸標(biāo)準(zhǔn)所決定，例如1000Ml以太網(wǎng)幀開銷 幀間隙：96/8=12字節(jié) 同步信號：64/8=8字節(jié)37以太網(wǎng)包轉(zhuǎn)發(fā)速率計算（續(xù)）l包轉(zhuǎn)發(fā)速率計算公式 最大包轉(zhuǎn)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(zhuǎn)發(fā)速率=1000/

18、8/(64+20)1.488Mpps 包轉(zhuǎn)發(fā)速率隨著幀長度的增加而降低 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備開啟一定功能后可能會導(dǎo)致包轉(zhuǎn)發(fā)速率下降l線速轉(zhuǎn)發(fā)條件 實(shí)際包轉(zhuǎn)發(fā)速率=所有接口分別乘以接口的最大包轉(zhuǎn)發(fā)速率的總和l包轉(zhuǎn)發(fā)速率計算例： S2628G的線速包轉(zhuǎn)發(fā)速率=24*0.1488+4*1.4889.6Mpps，S2628G的實(shí)際包轉(zhuǎn)發(fā)速率=9.6Mpps，所以S2628G可以線速轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù) RSR10-02的線速包轉(zhuǎn)發(fā)速率=2*0.14880.298Mpps=298Kpps，RSR10-02的實(shí)際包轉(zhuǎn)發(fā)速率=260Kpps，所以RSR10-02接近線速轉(zhuǎn)發(fā)能力38課程內(nèi)容l第一章 以太網(wǎng)傳輸介質(zhì)l第二章 常見以太

19、網(wǎng)設(shè)備接口l第三章 以太網(wǎng)硬件規(guī)范l第四章第四章 以太網(wǎng)硬件故障排查以太網(wǎng)硬件故障排查39以太網(wǎng)硬件故障排查-接口不能UPl物理線路故障 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(nèi) 判斷方法：測量線纜距離 線纜斷裂/線纜連接器接觸不良/雙絞線串?dāng)_過大/光衰減過大更換線纜或更換連接器 判斷方法：通過專用線纜測試儀進(jìn)行測試l設(shè)備故障 設(shè)備端口硬件故障更換設(shè)備 電口判斷方法：將就近兩個端口使用雙絞線連接起來 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)） 設(shè)備IOS存在缺陷更新IOS 判斷方法：與800二線工程師聯(lián)系后進(jìn)行嘗試性操作40以太網(wǎng)硬件故障排查-接口不能UP（續(xù)）l鏈路

20、協(xié)商故障 兩端設(shè)備接口鏈路協(xié)商存在兼容性問題強(qiáng)制兩端鏈路的雙工與速率 多發(fā)原因：不同廠商設(shè)備互連、設(shè)備與光電轉(zhuǎn)換器互連 判斷方法：嘗試性操作l人為故障 線纜連接錯誤正確連接線纜 多發(fā)原因：兩端線纜不是同一根、單多模光纖混用、翻轉(zhuǎn)線用于數(shù)據(jù)傳輸 接口速率類型不匹配正確選擇接口類型 多發(fā)原因：10/100M電口連接Mini-GBIC-GT、100M光纖連接1000M光纖 接口介質(zhì)類型錯誤（復(fù)用接口）正確配置接口介質(zhì)類型41以太網(wǎng)硬件故障排查-接口能UP，但傳輸慢l物理線路故障 線纜連接器接觸不良/雙絞線串?dāng)_過大/光衰減過大更換線纜或更換連接器 判斷方法1：登陸設(shè)備，通過show interface（路由器）或show interfac