锐捷千兆百兆交换机基础知识培训产品型号.ppt

1、交换机基础知识培训,什么是交换机？ 组网会用到什么设备？ 主要应用在哪些场景？ 交换组网中常用哪些技术？,讨论,以太网硬件入门 交换基础技术,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,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。,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

2、包裹，以减小辐射 价格相对较高，高要求场合应用,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 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,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8 568A 绿白-1，绿-2，橙白-3，蓝-4，蓝白-5，橙-6，棕白

3、-7，棕-8,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）,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

4、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),直通双绞线与交叉双绞线图例,图例 10/100M网络使用1、3、2、6传输数据 1000M网络使用全部8根线缆传输数据,8,1,水晶头铜片面向自己且向上,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 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,光纤分类,单模光纤 当光纤的几何尺寸可以于光波长相

5、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510um，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,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 光纤跳线连接器分类 SC-FC LC-ST LC-LC ,光纤接口类型,SC LC ST FC MT-RJ（淘汰）,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

6、入 俗称：光猫、光电收发器,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,光纤连接,互连示意图 设备一侧接口类型多为SC或LC 终端盒一侧多为ST或FC,16芯多模光缆,接口类型SC或LC,接口类型多为ST或FC,500米,光纤终端盒,光纤跳线,双绞线,常见以太网设备接口-固化接口/扩展插槽,固化接口 10/100M自适应电口 10/100/1000M自适应电口 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 堆叠接口,10/100

7、M,10/100/1000M,扩展插槽,扩展模块,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,GBIC接口,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。,常见以太网设备接口-SFP,SFP接口（ Small Formfactor Pluggable ） 传输标准：1,000M 连接Mini-GBIC模块 常用Mini-GBIC模块,SFP接口,注：1.上表中Mini-GIBC-GT不支持自适应 2.

8、 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,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） 常用XENPAK模块,XENPAK接口,注：1.根据光纤介质的纤芯大小不同，传输距离会有所不同。 2.短距离使用长距模块时需加光衰,常见以太网设备接口-XFP,XFP接口 传输标准：10,000M 连接XFP模块 常用XFP模块,XFP接口,注：1.根据光纤介质的纤芯大小不同，传输距离会有所不同。 2.短距离使用长距模块时需加光衰,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

9、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 怎样判别接口复用 不同接口但编号一致,复用接口,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 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,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 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,19英寸,19英寸,1U,2U,

10、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 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,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 箱式交换机整机交换容量等于“线卡交换容量 * 线

11、卡数量”,背板带宽,背板带宽 线卡插槽和背板之间的接口带宽 背板设计时决定的参数 一般用于衡量箱式交换机的背板 背板的衡量标准 背板带宽大于等于“线卡交换容量*线卡数量*2”时，可实现全双工无阻塞转发数据,面向十万兆平台的交换机由来,S8610计算例 背板：3.2T（设计时决定） 线卡数量：8 每线卡最大交换容量=3.2T/8/2=0.2T 100G接口要求的交换容量=0.1T*2=0.2T 每线卡至少可以保证1个100G接口的全双工无阻塞转发,以太网包转发速率计算,概念 以太网接口每秒转发报文的个数，又叫端口吞吐量 单位：pps（packet per second） 端口线速度 在物理介质上

12、的最大速度传输，由传输标准所决定，例如1000M 以太网帧开销 帧间隙：96/8=12字节 同步信号：64/8=8字节,以太网包转发速率计算（续）,包转发速率计算公式 最大包转发速率=端口线速度/8/（最小帧长+开销）,例：1000M端口的最大包转发速率=1000/8/(64+20)1.488Mpps 包转发速率随着帧长度的增加而降低 网络设备开启一定功能后可能会导致包转发速率下降 线速转发条件 实际包转发速率=所有接口分别乘以接口的最大包转发速率的总和 包转发速率计算例： S2628G的线速包转发速率=24*0.1488+4*1.4889.6Mpps，S2628G的实际包转发速率=9.6Mp

13、ps，所以S2628G可以线速转发数据 RSR10-02的线速包转发速率=2*0.14880.298Mpps=298Kpps，RSR10-02的实际包转发速率=260Kpps，所以RSR10-02接近线速转发能力,转发性能指标计算方法,背板带宽=每根背板信号线提供的速率*每个槽位信号线的数量*槽位数*2（双向） 交换容量=客户实际用到的背板带宽=每个槽位的交换容量*槽位数 包转发率=能够达到线速转发的最多千兆口数量*1.488Mbps 计算方法如下：1，000，000，000bps/8bit/（64812）byte=1,488,095pps,以太网硬件入门 交换基础技术,二层交换机工作原理,P

14、C1 0 54 MAC-PC1,PC2 0 54 MAC-PC2,PC3 0 54 MAC-PC3,二层交换机工作原理 以以太网帧的形式理解数据 在内存中建立并维持MAC地址表 基于收到的数据的源MAC学习 如果一个帧的入口和MAC地址表中该MAC地址对应的端口不同，该地址条码将更新到到新的端口 地址表条目的老化时间是300秒,MAC 地址表,0260.8c01.111

15、1,0260.8c01.2222,0260.8c01.3333,0260.8c01.4444,E0: 0260.8c01.1111,E0,E1,E2,E3,D,C,B,A,E1: 0260.8c01.3333,二层交换机工作原理,根据MAC地址转发数据,VLAN,什么是VLAN,VLAN（Virtual LAN），翻译成中文是“虚拟局域网”。 那什么是LAN呢？ LAN（local area network），LAN可以是由少数几台家用计算机构成的网络，也可以是数以百计的计算机构成的企业网络。 VLAN所指的LAN特指使用路由器分割的网络也就是广播域。,如果没有vlan.,如果没有vlan.,

16、VLAN的作用,工程部,销售部,一层,二层,三层,减小广播域 增强安全性 灵活组网,VLAN的重要性,如果整个网络只有一个广播域，那么一旦发出广播信息，就会传遍整个网络，并且对网络中的主机带来额外的负担。因此，在设计LAN时，需要注意如何才能有效地分割广播域，也就是要设计合理的VLAN，通过利用VLAN，我们可以自由设计广播域的构成，提高网络设计的自由度。,交换机是如何使用VLAN分割广播域的,首先，在一台未设置任何VLAN的二层交换机上，任何广播帧都会被转发给除接收端口外的所有其他端口（Flooding）。例如，计算机A发送广播信息后，会被转发给端口2、3、4。,交换机是如何使用VLAN分割

17、广播域的,就这样，VLAN通过限制广播帧转发的范围分割了广播域。上图中为了便于说明，以红、蓝两色识别不同的VLAN，在实际使用中则是用“VLAN ID”来区分的。,VLAN应用,VLAN应用,STP,问答,1. 有以太网的时候，就有生成树协议（STP）了吗？ 2. 交换机又是如何将环路引入以太网的？ 3. 环路对网络有什么危害？ 4. STP在其中的作用？ 5. 拥有良好的规划的网络中，是不是就不需要STP了？,二层冗余网络面临的环路问题,二层冗余网络解决方案,STP概述,STP(Spanning tree Protocol) 二层链路管理协议，启用了STP的交换机通过有选择的堵塞冗余链路，生

18、成无环路的拓扑，来达到消除网络二层环路的目的，同时具有链路的备份功能。 STP分类 STP IEEE 802.1D RSTP IEEE 802.1W MSTP IEEE 802.1S,STP工作原理,在交换机之间传递BPDU,比较其中的参数，根据STP算法打开好的端口，阻塞差的端口，从而打破物理环路，建立一个无循环的逻辑拓扑。,SW3,SW2,SW1,ACL,场景描述,访问控制列表ACL,访问控制列表（Access Control List，ACL） 是路由器和交换机接口的指令列表，用来控制端口进出的数据包。 引入ACL的技术背景 网络中数据流的多样性 用户要求对某些特定的数据流采取特殊的策略 只允许特定的主机访问服务器 限制FTP流量占用的带宽 过滤某些路由信息 需要一种技术来挑选相应的数据流,ACL作用,ACL作用 包过