以太网基础-Part4
以太网基础知识讲义
以太网基础知识讲义以太网基础知识讲义1前言本教材是以太网知识的入门教程，前三章主要介绍了以太网了一些基本知识和工作原理方面的知识。
第四章与实际设计比较接近，介绍了目前在设计以太网产品经常会接触到的一些接口。
第五章对芯片内部的功能做了简单的介绍。
本教材适用于新近入职的研发处的员工及其它部门希望进一步了解以太网产品设计的员工。
本教材前四部分主要参考自《新版交换式以太网和快速以太网》，《千兆位以太网教程》(以上书目可在LAN组目录下查到)，《以太网》(公司参考书目)，《IEEE802.3协议-2000版》。
第五部分内容主要译自AH104芯片资料，AL101芯片资料。
有错误之处，敬请大家指正。
2以太网基础知识讲义 (1)第一章以太网技术的简单介绍 (5)1.1 以太网的起源 ..................................................................... ............................................ 5 1.2 ISO七层模型 ..................................................................... ............................................ 5 1.3 以太网常见的拓扑结构 ..................................................................... .......................... 7 1.4 以太网常见的传输介质 ............................................................................................... 9 第二章以太网常见产品的介绍 (10)网路接口卡 ..................................................................... .............................................. 10 2.12.2 集线器 ..................................................................... . (12)2.3 交换机 ..................................................................... . (13)第三章以太网的传输机制 (15)3.1 以太网的核心CSMA/CD ................................................................ ....................... 15 3.2 以太网的帧结构 ..................................................................... ..................................... 17 3.3 以太网的交换技术 ..................................................................... ................................. 19 3.4 流控机制 ..................................................................... ................................................... 22 3.5 自动协商技术 ..................................................................... .......................................... 23 第四章常用设计中的接口的介绍 . (26)4.1 MII接口 ..................................................................... .................................................... 26 4.2 RMII接口 ..................................................................... ................................................. 29 4.3 SMII和SSSMII 接口 ..................................................................... ............................ 32 4.4 GMII接口和TBI接口 ..................................................................... ......................... 34 第六章芯片的内部的功能模块 (40)6.1 PHY的功能 ..................................................................... ............................................. 40 6.2 MAC的功能 ..................................................................... ............................................ 44 6.3 SMI管理接口 ..................................................................... .......................................... 45 图表:图表 1 以太网和IEEE 802.3与OSI参照模型 (7)图表 2 IEEE802.3与OSI参照模型的对比 (7)图表 3 总线型拓扑结构 .............................................................................................. 8 图表 4 星型拓扑结构 ..................................................................... ............................. 8 图表 5 8139内部结构框图 ..................................................................... ................. 11 图表 6 8139网卡设计概图 ..................................................................... .. (11)3图表 7 5-4-3法则 ..................................................................... ................................. 13 图表 8 交换机和集线器的区别 ..................................................................... ......... 14 图表 9 数据包发送流程图 ..................................................................... .................. 16 图表 10 以太网帧结构图 ..................................................................... ........................... 17 图表 11 MAC地址格式 ..................................................................... ............................ 18 图表 12 VLAN的帧格式 ..................................................................... ......................... 19 图表 13 帧的交换过程...................................................................... .......................... 20 图表 14 PAUSE帧格式 ................................................................................................. 22 图表 15 FLP快速脉冲群的格式...................................................................... ......... 23 图表 16 FLP和NLP的比较 ..................................................................... ................... 23 图表 17 FLP的信息编码 ..................................................................... ....................... 24 图表 18 MII接口定义 ..................................................................... ............................ 26 图表 19 正常接收时序图 ..................................................................... ...................... 29 图表 20 正常发送时序图 ..................................................................... ...................... 29 图表 21 RMII接口定义 ..................................................................... ......................... 30 图表 22 RMII正常发送数据时序图 ..................................................................... ... 31 图表 23 RMII正常接收数据时序图 ..................................................................... (32).................................................................... ...................... 32 图表 24 SMII接口示意图图表 25 RXD上帧的编码 ..................................................................... ....................... 33 图表 26 TXD上帧的编码 ..................................................................... .. (33).................................................................... ................. 33 图表 27 SMII的接收时序图图表 28 SMII的发送时序图 ..................................................................... ................ 33 图表 29 SSSMII接口示意图 ..................................................................... ................ 34 图表 30 SSSMII接收时序图 ..................................................................... ................ 34 图表 31 SSSMII发送时序图 ..................................................................... ................ 34 图表 32 GMII接口定义 ..................................................................... ......................... 35 图表 33 允许的TX_EN、TXD、TX_ER编码 (36)图表 34 GMII与MII接口的简单比较 ...................................................................36 图表 35 基本帧的发送...................................................................... .......................... 37 图表 36 基本帧的接收...................................................................... .......................... 37 图表 37 TBI接口示意图 ............................................................................................ 38 图表 38 AC104内部功能框图 ..................................................................... .............. 40 图表 39 4B/5B编码 ..................................................................... ................................ 41 图表 40 NRZ码和NRZI码的比较 ..................................................................... ....... 42 图表 41 多种码型比较图 ..................................................................... ...................... 42 图表 42 AL101原理框图 ..................................................................... ....................... 44 图表 43 SMI管理接口的帧格式...................................................................... (46)4第一章以太网技术的简单介绍1.1 以太网的起源60年代末，夏威夷大学的Norman Abramson及其同事研制了一个名为 ALOHA系统的无线电网络，该网络的设计思想为使用共享的公共传输信道进行数据传输，这一技术就是以太网的核心思想。
《以太网交换基础》课件
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复杂性
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云计算
《以太网交换基础》PPT
课件
网络交换技术是现代计算机网络的核心，本课件将详细介绍以太网交换的基
础知识、原理和应用。
以太网交换基础介绍
了解计算机网络的基本概念和传输介质，掌握以太网交换的定义和作用。
以太网交换的原理和概念
1
MAC 地址
2
帧转发和过滤
3
无碰撞传输
了解 MAC 地址的作用和
掌握交换器利用 MAC 地
介绍交换器的管理接口，
讲解交换器的基本配置，
探索交换器的监控功能和
如控制台端口、Web 管理
如端口速度和双工模式。
故障排除方法，如端口监
界面和远程管理。
控和链路聚合的故障排查。
以太网交换的优缺点和应用
优点
缺点
应用场景
•
高速数据传输
•
网络安全性
•
企业局域网
•
低成本
•
广播风暴
•
数据中心
•
灵活性和可扩展性
10/100 交换机
高速交换机
软件定义网络（SDN）
回顾以太网交换器从最初的
介绍10GbE、40GbE和
展望SDN对以太网交换技术
10/100Mbps到后来的千兆交
100GbE等高速以太网交换技
的前景和变革。
换技术的演进。
术的发展。
以太网交换器的配置和管理
1
交换器管理接口
2
交换器配置
换器如何通
结构，理解以太网数据帧
址表进行帧转发和过滤的
过隔离链路和广播域实现
和帧头中的源 MAC 和目
过程。
局域网组建方法以太网的基础知识和配置步骤
局域网组建方法以太网的基础知识和配置步骤局域网（Local Area Network，简称LAN）是指在一个相对较小范围内的局部地区内建立起的计算机网络。
以太网（Ethernet）是最常见和广泛应用的局域网技术之一。
那么，在局域网中如何组建以太网，以及其基础知识和配置步骤是什么呢？本文将详细解答这些问题。
一、以太网的基础知识以太网是一种基于共享传输介质的局域网技术，其传输速度通常为10Mbps、100Mbps或1000Mbps。
在以太网中，每个计算机连接到一个集线器（Hub）或者交换机（Switch），通过共享传输介质（如双绞线）进行通信。
该网络拓扑结构通常为总线型或星型。
1. 网卡（Network Interface Card，简称NIC）：每台计算机都需要安装网卡才能进行以太网连接。
网卡负责将计算机内部数据转换为可以在局域网中传输的格式，并将外部数据转发给计算机。
2. MAC地址（Media Access Control Address）：每个网卡都有一个唯一的MAC地址，由12位十六进制数表示。
MAC地址用于在局域网中识别每个计算机或设备，类似于一个身份证号码。
3. 集线器（Hub）：集线器是以太网中常用的设备，用于连接多台计算机。
当一个计算机发送数据时，集线器会将数据广播给所有连接的设备，然后每个设备根据MAC地址识别出自己需要接收的数据。
4. 交换机（Switch）：交换机也是局域网中常用的设备，其工作原理与集线器不同。
交换机会动态学习每个设备的MAC地址，并根据目标MAC地址将数据直接传输到目标设备，提高了网络的传输效率。
二、局域网以太网的配置步骤下面是局域网中组建以太网的配置步骤，以便帮助您更好地理解：1. 确定网络拓扑结构：根据网络规模和需求，选择适合的网络拓扑结构，如总线型或星型。
2. 购买和安装设备：购买所需的网卡、集线器或交换机等设备，并按照说明书正确安装。
3. 连接设备：将每台计算机的网卡与集线器或交换机进行连接。
以太网基础知识ppt课件
冲突的检测： 由于两个站点同时发送信号，经过叠加后，会使线路上电压的摆动值
超过正常值一倍。据此可判断冲突的产生。
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7
以太网基本技术－CSMA/CD
共享介质的灵魂－CSMA/CD（带碰撞检测的载波监听多路访问）原理：
一次最重要的革命。 提高灵活性和降低了成本，而且引入全双工模式。 全双工的出现，加大了带宽利用率，使走出了CSMA/CD的模式。
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14
HUB工作模型
HUB设备工作模型：
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 链路层 物理层
HUB
物理层
物理层Biblioteka 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 链路层 物理层
仅仅是物理上的连接设备
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15
HUB工作原理
HUB设备工作原理：
1
IN
2
OUT
3
OUT
4
OUT
5
OUT
所有的HUB都是半双工的 HUB仅仅改变了以太网的物理拓扑
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10
原始社会的主要矛盾
原始社会中没有阶级关系，所有的主机都以平等的地位连接到 同轴电缆上，但如果以太网中主机数目较多，则存在以下严重 问题：
♀ 介质可靠性差 ♀ 冲突严重 ♀ 广播泛滥 ♀ 无任何安全性
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其中介质可靠性差是原始社会的主要社会矛盾。
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11
★ 奴隶社会
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以太网络基础知识
以太网基础知识详解作者：| 上传时间：2009-11-16 | 关键字：自20世纪70年代局域网技术提出以来，各种局域网技术不断产生，其中有的技术发展壮大，而有的技术逐渐被淘汰。
现阶段成熟的局域网技术有三种：以太网（Ethernet）、令牌环（Token Ring）和光纤分布式数据接口（FDDI），其中以太网技术逐步成为局域网技术的主流。
1以太网历史简介以太网是在1972年开创的，Bob Metcalfe（被尊称为“以太网之父”）被Xerox 雇佣为网络专家，Bob Metcalfe来到Xerox公司的Palo Alto研究中心（PARC）的第一个任务是把Palo Alto的计算机连接到Arpanet（Internet的前身）。
1972年底，Bob Metcalfe设计了一套网络，把Alto计算机连接起来。
在研制过程中，因为该网络是以ALOHA系统（一种无线电网络系统）为基础的，而又连接了众多的ALTO计算机，所以Metcalfe把它命名为ALTO ALOHA网络。
ALTO ALOHA网络在1973年5月开始运行，Metcalfe把这个网络正式改名为以太网（Ethernet），这就是最初的以太网试验原型，该网络运行的速率为2.94Mbps，网络运行的介质为粗同轴电缆。
1976年6月，Metcalfe和Boggs发表了题为：“以太网：局域网的分布型信息包交换”的著名论文。
1977年底，Metcalfe和他的三位合作者获得了“具有冲突检测的多点数据通信系统”的专利，多点传输系统被称为CSMA／CD(带冲突检测的载波侦听多路访问)。
从此，以太网就正式诞生了。
70年代末，涌现出了数十种局域网技术，以太网正是其中的一员。
1979年，Digital Equipment Corporation（DEC）、Intel公司与Xerox公司联盟，促进了以太网的标准化。
1980年9月30日，DEC、Intel和Xerox公布了第三稿的“以太网，一种局域网：数据链路层和物理层规范，1.0版”，这就是现在著名的以太网蓝皮书，也称为DIX(取三家公司名字的第一个字母而组成的)版以太网1.0规范。
计算机网络技术04 以太网基础-PPT精选文档
（1）标准以太网
早期的10Mbps以太网称之为标准以太网，常见 的标准以太网有： ·10Base－5：粗同轴电缆,两端使用50端接 器吸收信号，每个网段可连接100个节点，每段电缆 长度500米，最多可使用4个中继器连接5个网段，网 络最大连接距离可达2500米。 ·10Base－2：细同轴电缆,两端使用50端接 器吸收信号，每个网段可连接30个节点，每段电缆 长度185米，最多可使用4个中继器连接5个网段，网 络最大连接距离可达925米。 ·10Base－T：使用非屏蔽双绞线和RJ-45连接 器连接网卡与集线器以及集线器与集线器之间的连 接，最大网段100米。可通过集线器的级联或叠加技 术增加以太网的结点数目和扩展以太网的传输距离。
2
交换以太网技术
（1）共享式以太网的缺陷
传统以太网的工作原理是建立在“共享 介质”基础上的，称为共享式以太网。 共享式以太网的各节点公平地使用传输 介质，这就意味着每个节点将平均分配以太 网带宽，如果节点数目增加，网络的传输速 率和传输质量将急剧下降。
（2）交换式以太网的优点
交换式以太网采用与传统的共享式以太网相同 的介质访问控制方法（CSMA/CD）、帧格式、包长度、 差错检测和控制、信息管理和控制。 唯一不同的是，交换式以太网利用具有“交换” 功能的设备代替共享式以太网的集线器，这种交换 设备可以将在一端接收到的信息，经过简单的处理 转发给另一端。每个节点可建立独立的、并行的和 专用带宽的连接，不管有多少个节点，各节点均可 以得到专用的带宽，整个网络的带宽为各个节点专 用带宽之和。也可通过交换设备将一个大型的以太 网分割成两个或多个小型的共享式以太网，各以太 网之间通过交换设备进行通信，整个网络的带宽为 各以太网带宽之和。
（2）快速以太网
第4章以太网(免费阅读)
2) 拓扑
100Base VG-AnyLAN网络使用将所有的计算机连 接到集线器的星型拓扑连接方式。图4-2给出了接有5 个子集线器的父集线器，将子集线器连接到父集线器 上可以扩展网络。
图4-2 父集线器具有5个连接的子接线器
3) 考虑因素
100Base VG-AnyLAN拓扑要求有自己的集线器和 网卡。与其他以太网相比，100BaseVG电缆的长度也 有限制，从100BaseVG集线器到计算机的电缆的最大 长度不能超过250 m(大约820英尺)，要突破这个限制， 就需要用特殊的设备来扩展LAN的规模。
2. 100BaseX以太网标准
100BaseX以太网标准有时又叫做快速以太网标准， 是现有的以太网标准的扩展。它使用双绞线数据级电缆， 并与10Base-T中所有连接到集线器上的电缆类似，它使 用星型连接的拓扑结构，并使用CSMA/CD访问方法。
100BaseX具有三种规范： ● 100Base-T4(4对3、4、5型UTP电缆)； ● 100Base-TX(4对5型UTP或者STP)； ● 100Base-FX(两股光缆)。 表4.6更加详细地介绍了这些介质。
表4.6 100BaseX介质规范
数值 100 Base T4 TX FX
代表内容 传输速率 信号类型 电缆类型 电缆类型 电缆类型
实际意义 100 Mb/s 基带 表示使用4对电话线的双绞线电缆 表示使用2对数据线的双绞线电缆 表示使用两股光缆的光纤连接
在网络的发展过程中，100Base-TX已经成为实际应 用中最主要的网络规范，我们现在所用的100 Mb/s网卡 和交换机所遵循的规范大多都是100Base-TX，在后面的 网络设备讲解中也将会多次提到100Base-TX规范。
以太网基本知识
光纤跳线
光纤接口
SC
LC
ST FC
MT-RJ（淘汰）
分贝
定义:
1. 2. 3.
dB=10*log10(P1/P2) dB=20*log10(A1/A2) 意义：变乘法计算为加法。
dBm,dBW.
dBm=10*log10(P/1mW)
dBW=10*log10(P/1W)
dB=dBm1-dBm2
绞线4对双绞线组成的。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。
UTP和STP(FTP、SFTP)
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 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 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 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。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。 双 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， 绞线4对双绞线组成的。 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
ITU-T建议的光纤分类
G.651光纤:渐变多模光纤，工作波长为1.31μm和1.55μm，在1.31μm 处光纤有最小色散，而在1.55μm处光纤有最小损耗，主要用于计算机 局域网或接入网。 G.652 光纤：常规单模光纤，也称为非色散位移光纤，其零色散波长为 1.31μm，在1.55μm处有最小损耗，是目前应用最广的光纤。 G.653光纤：色散位移单模光纤，在1.55μm处实现最低损耗与零色散波 长一致，但由于在 1.55μm处存在四波混频等非线性效应，阻碍了其应 用。 G.654 光纤：性能最佳单模光纤，在 1.55 μm处具有极低损耗（大约 0.18dB/km）且弯曲性能好。。 G.655 光纤：非零色散位移单模光纤，在 1.55 μm～1.65μm处色散值为 0.1～6.0ps/（nm.km），用以平衡四波混频等非线性效应，适用于高速 （10Gb/s以上）、大容量、DWDM系统。
以太网基础知识
4
以太网的起源
早期的以太网标准是采用同轴线作为传输介质。同 轴电缆的致命缺陷是：电缆上的设备是串连的，单 点的故障可以导致这个网络的崩溃。 IEEE的标准为：10Base5，10Base2。
10 Base 5/2
传输速度为10Mbps 传输信号调制方式为基带调制 传输距离为500/200米。
5
以太网的发展
光纤的分类
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5~10um，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、短距离的光纤传输通信
标准以太网接口传输距离
技术标准
10Base5 10Base2 10BaseT
线缆类型
AUI(DB15)接口电缆 AUI(DB15)接口电缆 BNC接口同轴电缆 BNC接口同轴电缆 EIA/TIA3、 EIA/TIA3、5类（UTP）非屏蔽双绞线2对 UTP）非屏蔽双绞线2
传输距离
500m 180m 100m
80年代末期，非屏蔽双绞线（UTP）出现，并迅速 得到广泛的应用。UTP的巨大优势在于： ◦ 逻辑拓扑依旧是总线的，但物理拓扑变为星形， 使得网络布线变得简单。 ◦ 价格低廉，只有同轴电缆的几分之一。 ◦ 制作简单，成功率高。 ◦ 收发使用不同的线缆，为实现全双工奠定了物质 基础。
6
共享式以太网
网络中所有主机的收发都依赖于同一套物理介质， 即共享介质。 同一时刻只能有一台主机在发送，各主机通过遵循 CSMA/CD规则来保证网络的正常通讯。
以太网络基础知识.docx
以太网基础知识详解作者：|上传时间：2009-11-16 |关键字：自20世纪70年代局域网技术提出以来，各种局域网技术不断产生，其中有的技术发展壮人，而有的技术逐渐被淘汰。
现阶段成熟的局域网技术有三种：以太网（Ethernet）、令牌坏（Token Ring）和光纤分布式数据接口（FDDI）,其屮以太网技术逐步成为局域网技术的主流。
1以太网历史简介以太网是在1972年开创的，Bob Metcalfe （被尊称为“以太网之父”）被Xerox 雇佣为网络专家,Bob Metcalfe来到Xerox公司的Palo Alto研究中心（PARC）的第一个任务是把Palo Alto的计算机连接到Arpanet （Internet的前身）。
1972 年底，Bob Metcalfe设计了一套网络，把Alto计算机连接起来。
在研制过程中，因为该网络是以ALOHA系统（一种无线电网络系统）为基础的，而又连接了众多的ALTO计算机，所以Metcalfe把它命名为ALTO ALOHA网络。
ALTO ALOHA网络在1973年5月开始运行，Metcalfe把这个网络正式改名为以太网（Ethernet）,这就是最初的以太网试验原型，该网络运行的速率为2.94Mbps, 网络运行的介质为粗同轴电缆。
1976年6月，Metcalfe和Boggs发表了题为：“以太网：局域网的分布型信息包交换”的著名论文。
1977年底，Metcalfe和他的三位合作者获得了“具有冲突检测的多点数据通信系统”的专利，多点传输系统被称为CSMA / CD（带冲突检测的载波侦听多路访问）。
从此，以太网就正式诞生了。
70年代末，涌现出了数十种局域网技术，以太网正是其屮的一员o1979年,Digital Equipment Corporation （DEC）、Intel 公司与Xerox 公司联盟,促进了以太网的标准化。
1980年9月30日，DEC、Intel和Xerox公布了第三稿的“以太网, 一种局域网：数据链路层和物理层规范，1.0版”，这就是现在著名的以太网蓝皮书，也称为DIX（取三家公司名字的第一个字母而组成的）版以太网1.0规范。
以太网基本知识
2021/2/4
1
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标识
目前使用的单模光纤标识依次为：厂家、类型、日期、长度和表面材料；多模光 纤标识依次为：厂家、类型、内外径尺寸、日期、长度和表面材料；以太网线标识 依次为：厂家、类型、标准、日期和长度。
TX表示电接口（双绞线）
FX表示光接口（光纤）SX表述距离的光接口(850nm）2021/2/4
1
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ITU-T建议的光纤分类
G.651光纤:渐变多模光纤，工作波长为1.31μm和1.55μm，在1.31μm 处光纤有最小色散，而在1.55μm处光纤有最小损耗，主要用于计算机 局域网或接入网。
G.652光纤：常规单模光纤，也称为非色散位移光纤，其零色散波长为 1.31μm，在1.55μm处有最小损耗，是目前应用最广的光纤。
2021/2/4
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模的概念和单模和多模的区别
模的概念: 光导纤维传输中的一个重要性能就是模式分布，我们将沿纤芯传输的光分解为沿轴向和沿截
面两种平面波成分，沿截面传输的平面波在纤芯与包层的界面，发生全反射，每一往复传输的相 位变化是2*Pi的整数倍时，就可以在截面内形成驻波,这样的驻波光线组称为"模" 多模光纤与单模光纤: 1，多模光纤的纤芯大,入射光进入纤芯的角度多,向前传播的路径也多，所以其电磁场分布模式 多种多样,可同时传播多种模式。 2，单模光纤的纤芯小,光的入射角度小,电磁场分布模式单纯，只允许一种最基本的模式即基模 的传播,其它高次模均被淘汰。
2021/2/4
1
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三种光纤比较
突 变 多 模 (a)
横截面 2b
渐 变 (b) 125m 多 模
折射率 分布 r
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QoS Policing
Policing控制数据流输出带宽，其包括两个方面的属性 ：
1–
Rate：Rate定义了在单位时间内允许端口/队列输出的流 量 2– Burst：Burst定义了在单位时间内允许端口/队列接收的 流量
1 输出队列 2
QoS Policing
设备计算数据流的Rate和Burst通常方案为Token Bucket 。令牌桶包括：
Q7
Q6
Q5
Q4
Q3
Q2
Q1
Q0
SP queue WRR queue
要点回顾
ACL作用 ACL6中模版 QoS处理流程：Classifying/Policing/Marking Congestion Avoidance/Queueing Secheduling Classifying方式 Policing-令牌桶算法 Congestion Avoidance-尾部丢弃和随机丢弃 队列调度-SP、WRR
– Committed Information Rate(CIR) – Committed Burst Size (CBS)
1 2 1 令牌添加速度，也即允许的报文 输出速度 2 令牌桶大小，也即Burst大小 T T T T T
T T T T T T
Token Bucket
QoS Map
Internal DSCP：在交换机内部使用一个Internal DSCP 代表报文的服务类别类别，在信任为模式为CoS或者 IPpre时，需要配置CoS或者Ippre到内部DSCP的映射 关系，当信任模式为DSCP时，直接使用报文的DSCP 值作为内部DSCP值。 CoS to DSCP Map Ippre to DSCP Map DSCP to CoS Map:在报文输出时，将内部DSCP映射 到CoS CoS Map：在报文排队时，将CoS映射到具体的队列 。
ACL
ACLs 由一系列的表项组成，我们称之为接入控制列表 表项(Access Control Entry：ACE)。每个接入控制列 表表项都申明了满足该表项的匹配条件及行为。
ACE中的匹配条件主要包括：
二层 SMAC DMAC type 三层 SIP DIP Protocol 四层 Sport Dport
QoS-Untrust
每个端口需要配置一个缺省的UP，当端口处于Untrust 模式或者Trust CoS但是报文不带有tag时，使用缺省 的UP作为报文的CoS
Default CoS = 0
Data
Switch
Data
Default CoS = 2
Trusted Port
Untrusted Port
token bucket
Rewrite ToS header CoS to DSCP map DSCP to CoS map CoS Map
WRED and Tail Drop Congestion Mgmt
SP&WRR Traffic Shaping on selected linecards
QoS-Trust CoS
QoS– Tail Drop
尾部丢弃对每个队列保持一个阀值，当队列长度达到 阀值时，报文将不能在如队列而被丢弃。
Threshold 4 Threshold 3 Threshold 2
Drop ALL packets with CoS = 6 and 7 Drop ALL packets with CoS = 4 and 5 Drop ALL packets with CoS = 2 and 3
ACL模版
ACL模块包括如下类型： IP标准 IP扩展 MAC扩展 专家级Acl IPv6扩展
基于时间区的ACL
ACL 可以基于时间运行，比如让ACL 在一个星期的某 些时间段内生效，而其他时间区内不生效。
内容纲要
ACL
QoS
QoS概述
在传统的无QoS保障的IP网络中，设备无区别地对待 所有的报文，设备处理报文采用的策略是FIFO（First In First Out，先入先出），所有的报文都有均等的机 会被投递。这种服务策略称作Best-Effort，它尽最大的 努力将报文送到目的地，但对分组转发的延迟、抖动 、丢包率等需求不提供任何承诺和保证。传统的BestEffort服务策略只适用于对带宽、延迟不敏感的WWW （World Wide Web，万维网）、E-Mail等业务。 随着网络的发展，目前网络包括了可视电话、电视会 议、视频点播等新的业务，这些业务对带宽、延迟、 抖动等传输性能有着特殊的需求，故传统的Best-Effort 转发策略不在适合。
QoS概述
Qos通过在网络中增加流量控制和资源分配的功能，为有 不同服务需求的业务提供有差别的服务（即Diff-Serv， Differentiated Services），更合理地分配和使用资源。 在进行资源分配和流量控制的过程中，尽可能地控制好 那些可能引发网络拥塞的直接或间接因素，从而减少拥 塞发生的概率；在拥塞发生时，依据业务的性质及其需 求权衡资源的分配，将拥塞的影响减到最小。
Threshold High 报文一定被丢弃
பைடு நூலகம்
报文被随机丢弃 Threshold Low 报文不会丢弃 NOTE: 目前我司仅仅部分设备支 持WRED
Receive Queue
QoS- Scheduling
strict priority (SP)：严格优先级调度队列 Weighted Round Robin(WRR):加权循环循环调度算法
Trust Cos：当端口信任cos值时，适用Priority tag或者802.1Q tag中的UP 值作为报文的CoS，如果端口配置为Trust CoS，同时报文为Untag报文， 则信任模式为Untrust 3 bits 1 bit 12 bits VLAN ID
PRIORITY CFI
DEST SRC ETH ADDR ADDR TYPE
以太网基础-Part4
培训目的
通过本课程学习，掌握ACL和QoS的基本概念，以及 交换机ACL和QoS相关的配置。
内容纲要
ACL
QoS
ACL
ACL 的全称为接入控制列表(Access Control Lists)， 也称为访问列表（Access Lists），俗称为防火墙，在 有的文档中还称之为包过滤。ACLs通过定义一些规则 对网络设备接口上的数据报文进行控制：允许通过或 丢弃。
Q&A
课后作业
1、学习配置指南《 ACL-SCG.doc 》、 《QOS-SCG.doc》 2、假如输入一个带Tag的IP报文，报文的UP为1，DSCP为63，分别给 出在Untrust，trust cos，trust dscp这三种模式下，输出UP为2，DSCP8 的报文的配置。
Threshold 1
Drop ALL packets with CoS = 0 and 1 NOTE: 目前我司设备还不能配置 阀值 Receive Queue
QoS- RED
随机采用高低两个水线，当队列长度低于低水线时， 报文正常接收而不被丢弃；当队列长度高于高水线时 ，报文一定丢弃；当队列长度处于高低水线之间时， 报文被随机丢弃
Version ToS Len Length 1 Byte
ID
Flags/ TTL Proto FCS IP-SA IP-DA Data offset
IPV4 Header
QoS-Trust DSCP
Trust DSCP使用IP头中的ToS域高6位，可以代表64个不同的服务等级，如果接 收到的是非IP报文，则对此报文信任模式变为Trust CoS。 1 0 1 0 0 0 0 0 IPV4 Header
Version ToS Len Length 1 Byte
ID
Flags/ TTL Proto FCS IP-SA IP-DA Data offset
QoS-Trust base flow
Trust base flow使用报文流信息设置服务等级，可以依 赖的报文流信息包括源MAC，目的MAC，源IP，目的 IP，源端口，目的端口等等
QoS处理流程
Ingress Egress
Policing Marking Congestion Avoidance Queueing Secheduling
Classifying
Trust cos Trust-IP Precedence Trust-DSCP Trust-base flow untrust
ACL模版
过滤域指的就是您在生成一条ACE 时，根据报文中的 哪些字段用以对报文进行识别、分类。过滤域模板就 是这些字段组合的定义。比如，您在生成某一条ACE 时希望根据报文的目的IP 字段对报文进行识别、分类 ，而在生成另一条ACE 时，希望根据的是报文的源 MAC 地址字段和Type字段，这样，这两条ACE 就使 用了不同的过滤域模板。 规则(Rules)，指的是ACE 过滤域模板对应的值。
TAG
TYPE
DATA
FCS
6 Bytes 6 Bytes 2 Bytes 2 Bytes 2 Bytes Ethernet Header
Up to 1500 Bytes 4 Bytes
QoS-Trust IP Precedence
Trust IP Precedence时，使用IP头中ToS的高3位作为报文的CoS值，如果接 收到的是非IP报文，则对此报文信任模式变为Trust CoS。 1 0 1 0 0 0 0 0 IPV4 Header