网工 常见接口

FE,GE FE是过时的百兆接口，GE也就是千兆接口，再高就2.5GE

百兆是用双绞线的1、2、3、6 2对线

千兆使用1~8 4对线，千兆起码是超5类线

网工 有线接入技术演进及应用

接入方式

宽带语音接入–xDSL–同轴电缆宽带接入–光接入

接入带宽不断随业务需求增大

xDSL:x Digital Subscriber Line x数字用户线 (逐渐被 pon（胖）网络替代，有一些存量业务。随着传输速度的上升，传输距离越来越短；宽带和距离存在矛盾。

PON :Passive Optical Network 无源光网络 分为 （P2P、P2MP)接入方式。现在主要有Epon ,Gopn

P2MP ： Point-to-Multipoint 点到多点 ，主要用分光器进行对用户的分离。是现在主流的部署方式。

P2P： Point-to-Point 点到点

PON 接入技术的优势

PON 网络在电信网络中的典型应用

通过ONU 提供各种接口，ONU 上联分光器，分光器上联OLT，再上联BRAS ，由BRAS 实现3A（认证，授权，计费）。用户由PPPOE拨号通过BARS认证。 ONU 同时支持各种专线（语音，数据等）

OLT Optical Line Terminal 光线路终端

ODN Optical Distribution Network 光分配网络，由分光器和光纤组成

ONU/ONT (Optical Network Unit/Optical Network Terminal) 光网络单元/终端

网工 计算文件在网络中传输的时间和线路有效速率

示例0

局域网上相距2km的两个站点，采用同步传输方式以10Mb/s的速率发送150000字节大小的IP报文。假定数据帧长为1518字节，其中首部为18字节；应答帧为64字节。若在收到对方的应答帧后立即发送下一帧，则传送该文件花费的总时间为（　　）ms（传播速率为200m/μs），线路有效速率为（　　）Mb/s。

总时间的=传输时延（发送时延）+传播时延

先算总的传输时延：

一共150000×8=1200000位，数据帧是（1518-18）×8=12000位，那么一共1200000/12000=100帧。一帧的传输时延是1518×8/10000000，那么总的传输时延是100×1518×8/10000000=0.12144s，而由于是必须等待应答信号，所以应答信号的总传输时延是100×64×8/10000000=0.00512s。总传输时延是0.12144+0.00512=0.1265。

再算总的传播时延：2×100×2000/200000000=0.002s。所以总时延等于128.6ms。

1200000/X=0.1286，那么有效速率是9.33Mbps。

示例1

假定1km长的CSMA/CD网络的数据率为1Gbit/s。设信号在网络上的传输速率为200000km/s。求能够使用此协议的最短帧长。

1s = 103ms = 106us = 109ns
1Gb = 103Mb = 106Kb = 109 b

示例2

假设分组长度为 16000 比特，每段链路的传播速率为 3*10^8m/s, 只考虑传输延迟和传播延迟，则端到端的总延迟为 多少 秒。

这里要特别注意的是题干直接给出了链路的传播速率，因此不要使用我们平常记住的信号传输速度的常数。 数据传输时间 = 信号的传输时延 + 传播时延；由于在原目的节点中间存在有 2 个路由器，每个路由器都会使用存储转发的方式转发数据，因此在这三段链路上，数据会被发送三次。由于三段链路的总距离为 503km, 因此这三段链路的传播延迟是：503*10^3m/3*10^8m/s=167.67*10^(-5) s=0.00168s 而三次传输延迟因为其路速率不同，所以次传输的时也各不相同，可以由数长度 / 路速度计算得出，三次传输延时的时间 是：16000b/10*10^6b/s+16000b/1*10^6b/s+16000b/100*10^6b/s=0.01776s

总延迟 = 传播延迟 + 传输延迟 = 0.00168S+0.01776s=0.019s 

示例3

如果一个链路每秒发送 4000 个帧，每个时隙 8 个比特，则该采用 TDM 的链路数据传输速率为

每秒发送 4000 个帧，每个帧包含的时隙有 8 个比特。

则数据传输速率 = 4000×8（比特 / 秒）= 32000 比特 / 秒 = 32 kbps

示例4

在相隔2000km的两地间通过电缆以4800b/s的速率传送3000比特长的数据包，从开始发送到接收完数据需要的时间是（ ） ，如果用50Kb/s的卫星信道传送，则需要的时间是（请作答此空） 。

但是传输时延在卫星链路中是一个常数，固定为270ms，是数据发送到卫星，并从卫星回传的时间常数。因此=270ms+3000bit/50*10^3bps=270ms+60*10^（-3）s=270ms+60ms=330ms。

交换要以太网

交换机能够根据以太网帧中的MAC地址智能的转发数据，交换机分割冲突域，不使用CSMA/CD协议，而是以全双工方式工作，用户独享带宽，增加了容量。

交换机性能指标

背板带宽(bps)=端口数*端口速率*2

交换引擎的转发性能(pps)（也就是包转发速率）千兆口*1.488Mpps+百兆口*0.1488Mpps+万兆口*14.88Mpps

交换机之间的连接

堆叠和级联

堆叠华为分为智能堆叠 istack 和 css 集群交换系统

istack 主要中低端产品，可以支持多台交换机，istack 堆叠分为 环型和链型

css 主要用于高端产品 只支持2台交换机

堆叠的配置

了解 istack,css 配置

vlan的配置

了解通过配置路由子接口实现vlan间通信

GVRP 配置

链路聚合

网工 以太网标准

https://info.support.huawei.com/info-finder/encyclopedia/zh/%E4%BB%A5%E5%A4%AA%E7%BD%91.html

https://blog.csdn.net/bruceoxl/category_11221007.html

CSMA/CD 冲突检测载波侦听协议

该技术早期是用来解决有线网络中，共享介质下的多路网络接入问题，该技术仍然在当今的10M/100M半双工网络中使用。在更高的带宽情况下，比如千M网络，则采用全双工技术以代替CSMA/CD。

全双工（Full-Duplex）模式下通常不使用CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection，载波侦听多路访问/冲突检测）机制。

CSMA/CD 的适用场景

  • **半双工（Half-Duplex）**模式下使用CSMA/CD。
  • CSMA/CD主要用于共享介质的以太网中，如使用集线器（Hub）的网络，其中所有设备共享同一个冲突域。
  • 在半双工模式下，数据的发送和接收是交替进行的，可能会发生数据包的碰撞，因此需要CSMA/CD机制来检测并处理这些碰撞。

在 CSMA/CD 中，同一个冲突域的主机连续经过 5 次冲突后，站点在 (23) 区间中随机选择一个整数 k, 则站点将等待 多少秒后重新进入 CSMA。

示例：1

在 CSMA/CD 中，同一个冲突域的主机连续经过 5 次冲突后，站点会在 0 至 2^5 – 1（即 0 至 31）的区间中随机选择一个整数 k。

然后站点将等待 k×512 比特时间后重新进入 CSMA。

请注意，具体的等待时间取决于网络的数据传输速率，因为比特时间 = 1 / 数据传输速率。

以 10Mbps 的数据传输速率为例，计算一下站点需要等待多少秒才能重新进入 CSMA。

首先，10 Mbps 意味着每秒传输 10×10^6 比特。

因为站点在 0 至 31 的区间中随机选择一个整数 k，所以等待的比特时间为 k×512 比特。

假设选择的 k 为 10。

那么等待的总比特数为 10×512 = 5120 比特。

1 秒能传输 10×10^6 比特，所以等待的时间（秒） = 5120÷(10×10^6) = 5120÷10000000 = 0.000512 秒

 CSMA/CD 中的退避二进制指数算法，该算法的基本原理是，根据冲突次数 n, 生成一个【0,2N – 1】集合，(当 N 超过 10 时，该集合不再扩大，当 N 超过 16 时，向上层协议报错) 然后随机的从集合中选择一个数 K, 再用 K 乘以 1 个征用期时间，作为下次发送的随机等待时间。

全双工模式的特点

  • 全双工模式下，发送和接收是独立进行的，不存在数据包碰撞的问题。
  • 全双工模式下，每个端口都有自己专用的通信路径，因此不需要使用CSMA/CD来防止碰撞。

全双工与交换机

  • 在现代以太网中，通常使用交换机（Switch）而不是集线器。
  • 交换机为每个端口提供独立的通信路径，每个端口有自己的冲突域，因此可以支持全双工模式。
  • 交换机中的端口通常支持全双工模式，这意味着发送和接收数据可以同时进行，没有冲突的问题。

总结

  • 半双工模式下，使用CSMA/CD来处理数据包的碰撞。
  • 全双工模式下，由于不存在碰撞的问题，因此不需要使用CSMA/CD。

在实际应用中，大多数现代以太网设备（如交换机和网卡）都支持自动协商机制，可以自动检测连接设备的能力并选择最适合的模式（半双工或全双工）。如果两端设备都支持全双工模式，它们将自动协商为全双工模式，并且不会使用CSMA/CD机制。

快速以太网

快速以太网（Fast Ethernet）是一种以太网标准，它提供了比传统以太网更快的数据传输速率，通常为100 Mbps（兆比特每秒）。快速以太网的标准是IEEE 802.3u，它是在1995年推出的，以满足日益增长的网络速度需求。下面是快速以太网的一些主要特点：

1. 传输速率

  • 快速以太网支持100 Mbps的数据传输速率，是传统10 Mbps以太网的10倍。

2. 标准

  • 快速以太网遵循IEEE 802.3u标准，这是一个国际标准，确保了不同厂商的产品之间的互操作性。

3. 介质访问控制

  • 快速以太网使用载波侦听多路访问/冲突检测（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection, CSMA/CD）机制来管理网络上的数据传输，避免数据包碰撞。

4. 支持的物理层

  • 快速以太网支持多种物理层标准，包括：
    • 100BASE-TX：使用两对UTP（无屏蔽双绞线）电缆，支持100 Mbps的速度。
    • 100BASE-FX：使用光纤电缆，支持100 Mbps的速度，适用于更长距离的传输。
    • 100BASE-T4：使用四对UTP电缆，其中两对用于发送数据，两对用于接收数据。

5. 兼容性

  • 快速以太网与传统的10 Mbps以太网兼容，可以通过自动协商机制自动检测并适应连接设备的速度。
  • 设备通常支持10/100 Mbps自适应，这意味着它们可以在10 Mbps和100 Mbps之间自动切换。

6. 应用场景

  • 快速以太网广泛应用于局域网（LAN）中，特别是在企业和组织内部的网络部署。
  • 它适用于需要较高带宽的应用，如文件共享、多媒体传输、视频会议等。

7. 成本效益

  • 快速以太网技术成熟，成本相对较低，易于部署和维护。

8. 网络设备

  • 快速以太网支持各种网络设备，包括集线器、交换机、路由器和适配器等。
  • 交换机通常用于构建快速以太网网络，因为它们可以提供无冲突的数据传输。

9. 扩展性

  • 快速以太网支持通过堆叠交换机和使用中继器等方式扩展网络覆盖范围。

总结

  • 快速以太网是一种提供100 Mbps数据传输速率的以太网标准。
  • 它遵循IEEE 802.3u标准，支持多种物理层标准，包括UTP电缆和光纤。
  • 快速以太网与10 Mbps以太网兼容，并且支持自动协商机制。
  • 它广泛应用于局域网中，提供了良好的性能和成本效益。

千兆以内网1000Mbps

千兆以太网（Gigabit Ethernet）是一种高速以太网标准，提供高达1 Gbps（千兆比特每秒）的数据传输速率。它是在1998年由IEEE 802.3z标准定义的，旨在满足对更高带宽需求的增长。以下是千兆以太网的一些主要特点和相关信息：

1. 传输速率

  • 千兆以太网支持1 Gbps的数据传输速率，这是快速以太网（100 Mbps）的10倍。

2. 标准

  • 千兆以太网遵循IEEE 802.3z标准。
  • 该标准定义了多种物理层规范，包括使用UTP（无屏蔽双绞线）、STP（屏蔽双绞线）和光纤电缆的不同变体。

3. 物理层标准

  • 千兆以太网支持多种物理层标准，包括：
    • 1000BASE-T：使用4对UTP（无屏蔽双绞线）电缆，支持1 Gbps的速度，最大距离为100米。
    • 1000BASE-SX：使用多模光纤电缆，支持1 Gbps的速度，最大距离可达550米。
    • 1000BASE-LX：使用单模光纤电缆，支持1 Gbps的速度，最大距离可达3000米。
    • 1000BASE-CX：使用屏蔽双绞线，支持1 Gbps的速度，最大距离为25米。
    • 1000BASE-ZX：使用单模光纤电缆，支持1 Gbps的速度，最大距离可达70公里。

4. 兼容性

  • 千兆以太网与快速以太网和传统以太网兼容，可以通过自动协商机制自动检测并适应连接设备的速度。
  • 设备通常支持10/100/1000 Mbps自适应，这意味着它们可以在10 Mbps、100 Mbps和1 Gbps之间自动切换。

5. 应用场景

  • 千兆以太网广泛应用于局域网（LAN）中，特别是在企业和组织内部的网络部署。
  • 它适用于需要高带宽的应用，如文件共享、多媒体传输、视频会议、云计算等。

6. 成本效益

  • 千兆以太网技术成熟，成本相对较低，易于部署和维护。

7. 网络设备

  • 千兆以太网支持各种网络设备，包括集线器、交换机、路由器和适配器等。
  • 交换机通常用于构建千兆以太网网络，因为它们可以提供无冲突的数据传输。

8. 扩展性

  • 千兆以太网支持通过堆叠交换机和使用中继器等方式扩展网络覆盖范围。

9. 自动协商

  • 千兆以太网支持自动协商机制，可以自动检测连接设备的能力并选择最佳的传输速率和双工模式（全双工或半双工）。

10. 全双工模式

  • 千兆以太网支持全双工模式，这意味着在同一时间内可以同时发送和接收数据，提高了网络性能。

总结

  • 千兆以太网是一种提供1 Gbps数据传输速率的以太网标准。
  • 它遵循IEEE 802.3z标准，支持多种物理层标准，包括UTP电缆、STP电缆和光纤。
  • 千兆以太网与10 Mbps和100 Mbps以太网兼容，并且支持自动协商机制。
  • 它广泛应用于局域网中，提供了良好的性能和成本效益。

万兆以太网10GB

  • 万兆以太网（10 Gigabit Ethernet，简称10GbE或10GE）是一种高速以太网标准，提供高达10 Gbps（十吉比特每秒）的数据传输速率。它是千兆以太网的后续标准，旨在满足数据中心、高性能计算和大型企业网络对更高带宽的需求。下面是万兆以太网的一些主要特点和相关信息：
  • 1. 传输速率
  • 万兆以太网支持10 Gbps的数据传输速率，这是千兆以太网（1 Gbps）的10倍。
  • 2. 标准
  • 万兆以太网遵循IEEE 802.3ae标准，该标准定义了多种物理层规范。
  • 3. 物理层标准
  • 万兆以太网支持多种物理层标准，包括：
    • 10GBASE-T：使用铜线（UTP或STP），支持10 Gbps的速度，最大距离为100米。
    • 10GBASE-LR：使用单模光纤，支持10 Gbps的速度，最大距离可达10公里。
    • 10GBASE-ER：使用单模光纤，支持10 Gbps的速度，最大距离可达40公里。
    • 10GBASE-SR：使用多模光纤，支持10 Gbps的速度，最大距离可达300米。
    • 10GBASE-ZR：使用单模光纤，支持10 Gbps的速度，最大距离可达80公里。
    • 10GBASE-LRM：使用多模光纤，支持10 Gbps的速度，最大距离可达220米。
    • 10GBASE-CX4：使用屏蔽双绞线，支持10 Gbps的速度，最大距离为15米。
    • 10GBASE-CX2：使用屏蔽双绞线，支持10 Gbps的速度，最大距离为20米。
  • 4. 兼容性
  • 万兆以太网与千兆以太网和快速以太网兼容，但通常需要专门的网络设备和支持10GbE的网络接口卡（NIC）。
  • 5. 应用场景
  • 万兆以太网广泛应用于数据中心、高性能计算集群、核心网络交换和企业网络中。
  • 它适用于需要极高带宽的应用，如大数据处理、云计算、视频流媒体等。
  • 6. 成本效益
  • 万兆以太网的成本相对较高，但在需要高带宽和低延迟的应用场景中，它的投资回报率很高。
  • 7. 网络设备
  • 万兆以太网支持各种网络设备，包括高端交换机、路由器和适配器等。
  • 交换机通常用于构建万兆以太网网络，因为它们可以提供无冲突的数据传输。
  • 8. 扩展性
  • 万兆以太网支持通过堆叠交换机和使用中继器等方式扩展网络覆盖范围。
  • 9. 自动协商
  • 万兆以太网支持自动协商机制，可以自动检测连接设备的能力并选择最佳的传输速率和双工模式（全双工或半双工）。
  • 万兆以太网通常使用全双工模式，因为在这种模式下可以同时发送和接收数据，提高了网络性能。
  • 10. 技术进步
  • 随着技术的进步，万兆以太网设备变得更加高效、可靠并且成本逐渐降低。
  • 例如，10GBASE-T标准的引入使得使用铜线电缆的万兆以太网更加普及。
  • 总结
  • 万兆以太网是一种提供10 Gbps数据传输速率的以太网标准。
  • 它遵循IEEE 802.3ae标准，支持多种物理层标准，包括铜线和光纤。
  • 万兆以太网广泛应用于数据中心和高性能计算中，提供了非常高的性能和灵活性。

端口自协商：解决不同以太网速度的协商

争用期

以太网端到端的往返时延2t 称为争用期，或冲突窗口，为了冲突检测要求传输时延>=2*传播时延。也就是数据帧长/带宽>=2*信道长度/电磁波在信道中的传播速度。

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