一、基本以太网
1、以太网标准:
以太网是Ethernet的意思,过去使用的是十兆标准,现在是百兆到桌面,千兆做干线。
常见的标准有:
10BASE-2 细缆以太网
10BASE-5 粗缆以太网
10BASE-T 星型以太网
100BASE-T 快速以太网
1000BASE-T 千兆以太网
2、接线标准
星型以太网采用双绞线连接,双绞线是8芯,分四组,两芯一组绞在一起,故称双绞线。
8芯双绞线只用其中4芯:1、2、3、6。
常见接线方式有两种:
568B接线规范: 白橙 橙 白绿 蓝 白蓝 绿 白棕 棕
1 2 3 4 5 6 7 8
568A接线规范: 白绿 绿 白橙 蓝 白蓝 橙 白棕 棕
1 2 3 4 5 6 7 8
将568B的1和3对调,2和6对调,就得到568A。
3、接线方法
两边采用相同的接线方式叫做平接,两边采用不同的接线方式叫扭接。
不同的设备之间连接,使用平接线;相同的设备连接使用扭接线。
电脑、路由器与集线器、交换机连接时使用平接线。
这是因为网线中的4条线,一对是输入,一对是输出,输入应该与输出对应。
如果将1和3连接,2和4连接,相当于自己的输出送给自己的输入。
这样可以使网卡进入工作状态,阻止空接口关闭,而影响有些程序的运行。
二、交换机原理与应用
1、冲突域和广播域
交换机是根据网桥的原理发展起来的,学习交换机先认识两个概念:
(1)冲突域:
冲突域是数据必然发送到的区域。
HUB是无智能的信号驱动器,有入必出,整个由HUB组成的网络是一个冲突域。
交换机的一个接口下的网络是一个冲突域,所以交换机可以隔离冲突域。
(2)广播域:
广播数据时可以发送到的区域是一个广播域。
交换机和集线器对广播帧是透明的,所以用交换机和HUB组成的网络是一个广播域。
路由器的一个接口下的网络是一个广播域。所以路由器可以隔离广播域。
2、交换机原理
(1)端口地址表
端口地址表记录了端口下包含主机的MAC地址。端口地址表是交换机上电后自动建立的,
保存在RAM中,并且自动维护。
交换机隔离广播域的原理是根据其端口地址表和转发决策决定的。
(2)转发决策
交换机的转发决策有三种操作:丢弃、转发和扩散。
丢弃:当本端口下的主机访问已知本端口下的主机时丢弃。
转发:当某端口下的主机访问已知某端口下的主机时转发。
扩散:当某端口下的主机访问未知端口下的主机时要扩散。
每个操作都要记录下发包端的MAC地址,以备其它主机的访问。
(3)成存期:
生成期是端口地址列表中表项的寿命。每个表项在建立后开始进行倒记时,每次发送
数据都要刷新记时。对于长期不发送数据主机,其MAC地址的表项在生成其结束时删除。
所以端口地地表记录的总是较活动的主机的MAC地址。
modem(猫)是调制解调器,主要作用是把电话线的信号转换成数字信号,传输到电脑,再将电脑信号转换成电话信号传输出去,是实现电脑上网的手段之一。
一般有两种端口:一个是接电话线的,一个是接网线的,在选择网线的时候,尽量选择全铜或者无氧铜的网线,因为全铜和无氧铜的抵挡氧性较高,距离较短的话可以选择全铜网线。
交换机指的是一种网络设备,可以连接交换机的多台电脑组成局域网,如果还有代理服务器的话也可以实现同时上网的功能。
但是交换机没有路由器的自动识别数据包发送和到达地址的功能,不过交换机比HUB具有更好的传输速度。因为交换机能同时给连接它的所有电脑传送数据包,所有电脑是共享交换机的带宽速率。
交换机是一根网线上网,但是大家上网是分别拨号,各自使用自己的宽带,大家上网没有影响。
路由器指的是通过同一台路由器上网的电脑是共用一个宽带账号的,机房汇聚交换机报价,大家在上网的时候会互相影响的。路由器比交换机要多了一个虚拟拨号的功能。
在选择网线的时候,长度应该选用较为合适的长度,不要过于长,反而会影响传输。一般选用成品网线。如果自己接网线的话,一定要接的按国际标准接法T568B接线。
路由器专管入网,交换机只管配送,路由路由就是给你找路让你上网的,交换机只负责开门,交换机上面要没有路由你是上不了网的。路由器提供了防火墙的服务。路由器仅仅转发特定地址的数据包,不传送不支持路由协议的数据包传送和未知目标网络数据包的传送,汇聚交换机 s7703,从而可以防止广播风暴。
今天来说一下核心交换机选型的主要参数。主要有可扩展性、转发速率、背板带宽、四层交换、系统冗余等参数。
交换机包装上面参数核心交换机应当全部采用模块化结构,必须拥有相当数量的插槽,具有强大的网络扩展能力,可以根据现实或者未来的需要选择不同数量、不同速率和不同接口类型的模块,以适应千变万化的网络需求。
影响核心交换机的因素有哪些呢?
一、背板带宽背板带宽也称交换容量,是交换机接口处理器或接口卡和数据总线间所能吞吐的数据量,就像是立交桥所拥有的车道的总和。由于所有端口间的通信都需要通过背板完成,所以背板所能提供的带宽,就成为端口间并发通信时的瓶颈。
带宽越大,提供给各端口的可用带宽越大,数据交换速度越大;带宽越小,给各端口提供的可用带宽越小,数据 交换速度也就越慢。也就是说,背板带宽决定着交换机的数据处理能力,背板带宽越高,所能处理数据的能力就越强。若欲实现网络的全双工无阻塞传输,必须满足背板带宽的要求。
计算公式如下
背板带宽=端口数量×端口速率×2
提示:对于三层交换机而言,只有转发速率和背板带宽都达到要求,才是合格的交换机,二者缺一不可。
例如,
如何一款交换机有24个端口,
背板带宽=24*1000*2/1000=48Gbps。
二、二层三层的包转发率
网络中的数据是由一个个数据包组成,对每个数据包的处理要消耗资源。转发速率(也称吞吐量)是指在不丢包的情况下,单位时间内通过的数据包数量。吞吐量就像是立交桥的车流量,是三层交换机重要的一个参数,标志着交换机的具体性能。如果吞吐量太小,就会成为网络瓶颈,给整个网络的传输效率带来影响。交换机应当能够实现线速交换,即交换速率达到传输线上的数据传输速度,从而消除交换瓶颈。对于三层核心交换机而言,若欲实现网络的无阻塞传输,这个速率能≤标称二层包转发速率和速率能≤标称三层包转发速率,那么交换机在做*二层和*三层交换的时候可以做到线速。
那么公式如下
吞吐量(Mpps)=万兆位端口数量×14.88 Mpps+千兆位端口数量×1.488 Mpps+百兆位端口数量×0.1488 Mpps。
算出的吞吐如果小于你交换机的吞吐量的话,那就可以做到线速。
这里面万兆位端口与百兆端口如果有就算上去,没有就可以不用算。
例如,丽水汇聚交换机,
对于一台拥有24个千兆位端口的交换机而言,其满配置吞吐量应达到24×1.488 Mpps=35.71 Mpps,才能够确保在所有端口均线速工作时,实现无阻塞的包交换。同样,如果一台交换机能够提供176个千兆位端口,那么其吞吐量至少应当为 261.8 Mpps(176×1.488 Mpps=261.8 Mpps),才是真正的无阻塞结构设计。那么,1.488Mpps是怎么得到的呢?
包转发线速的衡量标准是以单位时间内发送64byte的数据包的个数作为计算基准的。对于千兆以太网来说,计算方法如下:1,000,000,000bps/8bit/(64+8+12)byte=1,488,095pps 说明:当以太网帧为64byte时,需考虑 8byte的帧头和12byte的帧间隙的固定开销。故一个线速的千兆以太网端口在转发64byte包时的包转 发率为1.488Mpps。快速以太网的统速端口包转发率正好为千兆以太网的十分之一,为148.8kpps。
*对于万兆以太网,一个线速端口的包转发率为14.88Mpps。
*对于千兆以太网,一个线速端口的包转发率为1.488Mpps。
*对于快速以太网,一个线速端口的包转发率为0.1488Mpps。
这个数据我们能用就行。
所以说,如果能满足上面三个条件(背板带宽、包转发率)那么我们就说这款核心交换机真正做到了线性无阻塞。
一般是两者都满足的交换机才是合格的交换机。
背板相对大,吞吐量相对小的交换机,除了保留了升级扩展的能力外就是软件效率/**芯片电路设计有问题;背板相对小。吞吐量相对大的交换机,整体性能比较高。不过背板带宽是可以相信厂家的宣传的,可吞吐量是无法相信厂家的宣传的,因为后者是个设计值,测试很困难的并且意义不是很大。
三、可扩展性
可扩展性应当包括两个方面:
1、插槽数量:插槽用于安装各种功能模块和接口模块。由于 每个接口模块所提供的端口数量是一定的,因此插槽数量也就从根本上决定着交换机所能容纳的端口数量。另外,所有功能模块(如**级引擎模块、IP语音模块、 扩展服务模块、网络监控模块、安全服务模块等)都需要占用一个插槽,因此插槽数量也就从根本上决定着交换机的可扩展性。
2、模块类型:毫无疑问,5130s-ei 汇聚交换机,支持的模块类型(如LAN接口模块、WAN接口模块、ATM接口模块、 扩展功能模块等)越多,交换机的可扩展性越强。仅以局域网接口模块为例,就应当包括RJ-45模块、GBIC模块、SFP模块、10Gbps模块等,以适 应大中型网络中复杂环境和网络应用的需求。
四、四层交换
*四层交换用于实现对网络服务的快速访问。在四层交换中,决定传输的依据不仅仅是MAC地址(*二层网桥)或源/目标地址(*三层路由),而且包括 TCP /UDP(*四层)应用端口号,被设计用于高速Intranet应用。四层交换除了负载均衡功能外,还支持基于应用类型和用户ID的传输流控制功能。此 外,四层交换机直接安放在服务器前端,它了解应用会话内容和用户权限,因而使它成为防止非授权访问服务器的理想平台。
五、模块冗余
冗余能力是网络安全运行的保证。任何厂商都不能保证其产品在运行的过程中不发生故障。而故障发生时能否*切换就取决于设备的冗余能力。对于核心交换机而 言,重要部件都应当拥有冗余能力,比如管理模块冗余、电源冗余等,这样才可以在保证网络稳定运行。
六、路由冗余
利用HSRP、VRRP协议保证核心设备的负荷分担和热备份,在核心交换机和双汇聚交换机中的某台交换机出现故障时,三层路由设备和虚拟网关能够快速切换,实现双线路的冗余备份,保证整网稳定性。