01以太网设备硬件入门

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直通双绞线与交叉双绞线图例
图例
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➢ 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
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水晶头铜片面 向自己且向上
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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
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光纤概述
光纤概述
➢ 一种利用光在玻璃或塑料制成的纤 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
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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。
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光纤跳线连接器分类
➢ SC-FC ➢ LC-ST ➢ LC-LC ➢ ……
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光纤接口类型
SC
LC
ST
FC MT-RJ（淘汰）
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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
• 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）
LC
单模光纤 10KM
LC
单模光纤 40KM
LC
注：1.根据光纤介质的纤芯大小不同，传输距离会有所不同。
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2.短距离使用长距模块时需加光衰
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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
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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
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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
线序标准
➢ 568B
• 橙白--1，橙--2，绿白--3，蓝--4，蓝白--5，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
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Байду номын сангаас
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
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
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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
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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
➢ 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
复用接口
怎样判别接口复用
➢ 不同接口但编号一致
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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
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Auto MDI/MDIX
概述
➢ 双绞线线序自适应 ➢ 自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)
LC
Mini-GBIC-ZX-80 单模光纤 80KM
LC
注：1.上表中Mini-GIBC-GT不支持自适应
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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
SFP接口
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常见以太网设备接口-XENPAK
XENPAK接口
➢ 传输标准：10,000M ➢ 连接XENPAK模块（逐渐被淘汰）
➢ 箱式交换机整机交换容量等于“线卡交换容量 * 线卡数量”
固化接口
➢ 10/100M自适应电口 ➢ 10/100/1000M自适应电口
10/100M
10/100/1000M 扩展模块
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 ➢ 路漫漫其修远兮, 堆叠接口
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扩展插槽
➢ 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
2U 1U
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19英寸
19英寸 30
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
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
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双绞线接口类型与线序标准
接口类型
➢ RJ-45水晶头
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常见以太网设备接口-GBIC
GBIC接口（ Giga Bitrate Interface Converter ）
➢ 传输标准：1,000M ➢ 连接GBIC模块（逐渐被淘汰）
常用GBIC模块
模块型号
介质类型 传输距离 接口类型
GBIC-GT
双绞线
100M
RJ-45
GBIC-SX
多模光纤 550M
2.短距离使用长距模块时需加光衰
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常见以太网设备接口-XFP
XFP接口
➢ 传输标准：10,000M ➢ 连接XFP模块
XFP接口
常用XFP模块
模块型号 10GBASE-SR-XFP 10GBASE-LR-XFP 10GBASE-ER-XFP
介质类型 传输距离 接口类型
多模光纤 300M
LC
多模光纤 300M
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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
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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
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➢ 传输标准：1,000M ➢ 连接Mini-GBIC模块
常用Mini-GBIC模块
模块型号
介质类型 传输距离 接口类型
Mini-GBIC-GT
双绞线
100M
RJ-45
Mini-GBIC-SX 多模光纤 550M
LC
多模光纤 550M
LC
Mini-GBIC-LX
单模光纤 10KM
LC
Mini-GBIC-ZX-50 单模光纤 50KM
➢ 开始供电：在一个可配置时间(一般小于15μs)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300～400ms之内)停止为PD 设备供电,并重复检测过程以检测线缆的终端是否连接PD设备。
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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
双绞线
16芯多模光缆
500米
➢ 设备一侧接口类型多为SC或LC ➢ 终端盒一侧多为ST或FC
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光纤跳线 20
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
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常见以太网设备接口-固化接口/扩展插槽
XENPAK接口
常用XENPAK模块
模块型号 10GBASE-SR 10GBASE-LR 10GBASE-ER
介质类型 传输距离 接口类型
多模光纤 300M
SC
多模光纤 300M
SC
单模光纤 10KM
SC
单模光纤 40KM
SC
注：1.根据光纤介质的纤芯大小不同，传输距离会有所不同。
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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
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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
SC
多模光纤 550M
SC
GBIC-LX
单模光纤 10KM
SC
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。
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GBIC接口
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常见以太网设备接口-SFP
SFP接口（ Small Formfactor Pluggable ）
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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
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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
01以太网设备硬件入门
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2020年4月6日星期一
修订记录
修订日期 修订版本
2009-05-29 V1.0 2009-09-04 V1.1
修订描述
初稿完成；公开级文档 添加备注
作者
徐立欢
徐立欢
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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
➢ “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。
➢ 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
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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 。
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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
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光纤连接
互连示意图
接口类型 SC或LC
光纤终端盒
接口类型多为 ST或FC