以太网端口技术

一、以太网连接需求
1.以太网连接必须保证网络的性能
网络带宽
网络延时
2.以太网的性能需求主要取决于不同的应用
电子邮件
文件传输
实时语音、视频
3.网络性能取决于许多不同的因素。其中一个重要因素就是用来链接设备的线缆的类型和布局

二、以太网类型
解决以太网连接带宽的问题
为用户增加带宽的两种方法:
+增加网络的总体带宽
组建交换式以太网,带宽独享
增加链路速率,10M-100M-1000M
+减少在同一共享介质线缆段上的数倍数量减少用户

1.标准以太网

10Mbit/s的以太网通常只定位在网络的接入层,新一代多媒体、影像和数据库产品很容易将10Mbit/s运行的以太网的带宽吞没。
10Mbit/s的以太网可以实现100m距离的连接。

2.快速以太网

对目前已经建好的标准以太网进行升级的最佳方案就是将网络的速度从10Mbit/s增加到100Mbit/s,用户所需付出的升级费用极低,只需将原有的10M集线器或者以太网交换机升级成快速以太网交换机,用户更换一块100Mbit/s的网卡即可。
快速以太网传输距离
工作在全双工模式下的快速以太网可以同时以100Mbit/s的速率进行收发操作,数据发送和接收的传输通路是彼此独立的,这样就不再有冲突和碰撞的情况发生,提高了网络的通信效率。

3.千兆以太网

许多汇聚层的以太网交换机均提供千兆接口,用于连接其他的交换机,组成更大的网络,许多支持堆叠功能的以太网交换机也是采用千兆接口实现堆叠功能的。所谓堆叠,是指通过软硬件的支持,将一组交换机连接起来作为一个对象加以控制的方式,通常有菊花链模式和星型模式。其最大优点在于可实现简单的本地管理,但由于是一种非标准技术,通常不支持各个厂家交换机的混合堆叠。
某些高性能的UNIX或者视频点播服务器很容易具有上百兆的带宽需求,在这种情况下,采用千兆以太网进行连接是非常好的选择。对于高性能服务器比较集中的场合,通常也会需要使用千兆以太网交换机进行网络互连。
千兆以太网传输距离
千兆以太网使用1000BASE-X(8B/10B)编码可支持三种介质:
+光纤(单模和多模)
+使用4对线的5类UTP(1000BASE-T)
+特殊的两对线STP电缆(也称为短铜跳线Short Copper Jumper)
1000BASE-X支持三种光纤:
+50um多模光纤
+62.5um多模光纤
+9/10um单模光纤
1000BASE-X支持两种用于激光驱动器的光波长:
+短波(850nm,称为1000BASE-SX)
+长波(1300nm,称为1000BASE-LX)
每个连接需要两根光纤,分别用于接收和发送。

三、端口技术
1.自协商技术

以太网技术发展到100M速率以后,出现了一个如何与原10M以太网设备兼容的问题,自协商技术就是为了解决这个问题而制定的。
自协商功能允许一个网络设备将自己所支持的工作模式信息传达给网络上的对端,并接受对方可能传递过来的相应信息。它使用修订过的10BASE-T来传递信息,自协商功能完全由物理层芯片设计实现,因此并不使用专用数据报文或带来任何高层协议开销。

与没有自协商机制的设备连接
+不使用仔细而是桑机制会出现以下情况
无法实现端口的自动双速配置功能
无法确定双工工作模式
无法确定是否需要流量控制功能

+对光纤以太网而言,得出的结论是:
链路两端的工作模式必须使用手工配置(速度、双工模式、流控等),如果光纤两端的配置不同。是不能正确通信的
+千兆以太网的自协商机制已经实现

四、智能MDI/MDIX

+不需要知道电缆另一端为MDI还是MDIX
两种电缆(普通、交叉)都可连接交换机、集线器或NIC设备
+消除由于电缆配错引起的连接错误
减缓10/100M网络安装维护,降低开销

以太网交换机属于MDIX设备,输出的以太网口属于MDIX接口,连接MDI类设备(如PC机)时,需要使用普通(平行)网线,如果采用交叉网线,是不能正确连接通信的。当前某些最新的以太网交换机,如华为公司的Quidway S3026,Quidway S3526以太网交换机的10/100M以太网口具备智能MDI/MDIX识别技术,可以自动识别连接的网线类型,用户不管采用普通网线或者交叉网线均可以正确连接设备,极大方便了用户的使用。用户也可以对端口进行配置,将其强制配置成MDIX或者MDI工作方式。

五、流控(PAUSE)
+当通过交换机一个端口的流量过大,超过了它的处理能力时。就会发生端口阻塞。流量控制的作用是防止在出现阻塞的情况下丢帧。
+在半双工方式下,流量控制是通过后退压力(backpressure)技术实现的,模拟产生碰撞,使得信息源降低发送速度
+在全双工方式下流量控制一般遵循IEEE 802.3x标准

网络拥塞一般是由于线速不匹配(如100M向10M端口发送数据)和突发的集中传输而产生的,它可能导致这几种情况:延时增加、丢包、重传增加,网络资源不能有效利用。
IEEE 802.3x规定了一种64字节的“PAUSE”MAC控制帧的格式。当端口发生阻塞时,交换机向信息源发送“PAUSE”帧,告诉信息源暂停一段时间再发送信息。

半双工流量控制

桥接式或交换式半双工以太网利用一种内部的方法去处理速度不同的站之间的传输问题,它采用一种所谓的“后退压力(backpressure)”概念。例如,如果一台高速100Mbps服务器通过交换机将数据发送给一个10Mbps的客户机,该交换机将尽可能多的缓冲其帧,一旦交换机的缓冲区即将装满,它就通知服务器暂停发送。
有两种方法可以达到这一目的:交换机可以强行制造一次与服务器的冲突,使得服务器退避;或者,交换机通过插入一次“载波检测”使得服务器的端口保持繁忙,这样就能使服务器感觉到交换机要发送数据一样。利用这两种方法,服务器都会在一段时间内暂停发送,从而允许交换机去处理积聚在它的缓冲区中的数据。

全双工流量控制
+IEEE802.3x标准定义了一种新方法,在全双工环境中区实现流量控制。交换机产生一个PAUSE帧PAUSE帧使用一个保留的组播地址:01-80-C2-00-01,将它发送给正在发送的站,发送站接收到该帧后,就会暂停或停止发送。
+PAUSE帧利用了一个保留的组播地址,它不会被网桥和交换机所转发。这样,PAUSE帧不会产生附加信息量。

+PAUSE功能的应用场合:
一对终端(简单的两点网络)
一个交换机和一个终端
交换机和交换机之间的链路
+PAUSE功能不解决下列问题:
稳定状态的网路阻塞
端到端流量控制
比简单"停-启"更复杂的机制

六、端口聚合
+端口聚合(Port Aggregating),也称为端口捆绑、端口聚集或链路聚集
+为交换机提供了端口捆绑的技术,允许两个交换机之间通过两个或多个端口并行连接同时传输数据以提供更高的带宽
+端口聚合是目前许多交换机支持的一个高级特性

端口聚合的优点:
+增加网络带宽
+提高网络连接的可靠性(某一线路出故障,网络带宽变小但不中断)
具备条件:
端口聚合两端的更多的端口
可能会使用更多的扩展模块
可能需要向厂家申请最新的驱动软件
需要对其进行正确配置和维护
端口聚合的限制:
不支持两个设备以上的应用
只适用于802.3协议族的MAC机制
只能工作在全双工模式下
所有捆绑的端口速率必须移一致

七、端口聚合实现原理
端口聚合模型
端口聚合技术不是将以太网帧进行分解,而是选择参与端口聚合的其中一个物理链接将整个以太网帧发送出去,所以端口聚合的过程实际上就是如何将需要发送的以太网帧分发到某一端口的过程。同样,在另一端就是如何将不同端口发送来的以太网帧合并起来,使之等同于单一端口收到的数据。

八、端口聚合的应用
端口干路应用
1.交换机之间的连接
交换机到高速服务器或路由器的连接
高速服务器(或高速路由器)之间的连接
2.交换机到交换机的连接
3.交换机到高速服务器或路由器的连接
4.高速服务器(或高速路由器)之间的连接

端口配置

一、配置端口工作速率
speed { 10 | 100 | auto }
undo speed
用于恢复接口速率缺省值

二、配置端口双工工作状态
+duplex{ half | full | Auto }(半双工/全双工/效率自动协商)
+undo duplex
+缺省值:Auto

三、配置端口流控
+flow-control 开启端口流控
+undo flow-control 关闭端口流控
+系统缺省值为Disable

四、配置端口MDI/MDIX状态
+mdi { across | auto | normal }(交叉/自动识别/普通)
+缺省值:Auto

五、配置端口聚合
+配置端口干路
link-aggregation port_num1 to port_num2 { ingress | both }
+清除端口干路
undo link-aggregation { master_port_num | all }

端口汇聚,一个负荷分担组最多可以有8个端口.

六、查看当前端口干路配置
+display link-aggregation [master_port_num] 显示所有汇聚接口的信息
+如果不指定master port,显示所有的干路端口
+需要注意的是: 物理链接上的两端设别均要设置

显示端口配置信息
+display interface [port_num]
port_num : 单个以太网端口,表示方式为port_num={ interface_type interface_number | interface_name}

七、验证连通性
+ping
ping destination ip address

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转载自www.cnblogs.com/OceanF/p/9227936.html