网络基础知识15571
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
用设备参数中的pps数值乘以672=bps 6.6Mpps*672=4435.2Mbps
精选
什么是堆叠?
交换机的堆叠是相对于级联而言的，堆叠和 级联都是扩充交换机端口数量的方法，但堆叠后的 设备，在逻辑上是一台设备，可以实现统一管理， 这是级联做不到的。堆叠又分为物理堆叠和虚拟堆 叠，其中物理堆叠又分为星型堆叠和环型堆叠。物 理堆叠是用专门的堆叠端口，通过堆叠线缆把交换 机连接在一起；虚拟堆叠不需要专门的堆叠口，交 换机通过普通的级联连接在一起，但通过软件设置， 这些设备能够实现单IP统一管理。
电缆类型 电缆最大长度
50-ohm粗缆 50-ohm细缆 3、4、5 光纤 类双绞线
500m
185m
100m
2000m
接口类型
AUI
T型头
RJ-45 ST
对应的IEEE标准
IEEE802.3
精选
以太网和IEEE802.3?（续二）
标准
100BaseTx 100BaseT4 100BaseT2 100BaseFx
精选
MB、 Bps 、 bps 、pps的区别
• 前者是位,后者是字节 • 1byte=8bit • 1MB=8Mb=8M • 1MB=1024byte
• Mbps这里的p相当于“/”，也可以写成Mb/s （兆比特每秒 Mbps ）
• 通常说的100M的宽带可以表示为100Mbps(100Mb/s)也可 以表示成12.5MB/s(12.5MBps)
电缆类型 电缆最大长度 接口类型
5类双绞线 3类双绞线 3、4、5类 多模/单模
双绞线
光纤
100m
100m
RJ-45
RJ-45
100m RJ-45
400/2000m （多） 1000m（单）
ST
对应的IEEE标准 IEEE802.3u
精选
以太网和IEEE802.3?（续三）
标准
1000BaseSx 1000BaseLx 1000BaseCx 1000BaseT
提供应用程序间通信
处理数据格式、数据加密等 高层:负责主机之间的数据传输
建立、维护和管理会话 建立主机端到端连接 寻址和路由选择 底提层供:介负质责访网问络、数链据路传管输理等 比特流传输
精选
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
OSI模型比喻
经理 写好信件草稿
助理 修改错字、格式
精选
包转发率
• 包转发率标志了交换机转发数据包能力的大小。是指交换 机每秒可以转发多少个数据包（Mpps），即交换机能同 时转发的数据包的数量。包转发率以数据包为单位体现了 交换机的交换能力。 计算方法=千兆端口数量× 1.488Mpps+百兆端口数量× 0.1488Mpps+其余类型端口数
• 24口百兆口，2个千兆口 2*1.488+24*0.1488≌6.6Mbps
精选
单模？多模？
注意：光纤不是一根中间空的
CC
管子，它是由两个不可分割的
固体玻璃部分组成：核心层和
包覆层。
Βιβλιοθήκη Baidu
包覆层 ： 不透光的玻璃层 核心层 ：透光的玻璃层
精选
单模？多模？（续一）
• 多模光纤 –62.5/125 是标准尺寸 (TIA 568a, ISO 11801) –50/125 是非标准尺寸， 其应用范围正在扩大。 –100/140 & 85/125 已淘 汰
交换机产品参数、规 划和设备的的选型
精选
目录
交换机知识 特点 网络的规划及设备选型
精选
以太网和IEEE802.3
以太网是由DIX（DEC、INTEL、XEROX）制定 的网络协议，厂家的标准。
IEEE802.3家族是由IEEE（Institute of Electrical and Electronic Engineers）制定 的网络协议，国际标准。
组播协议的支持情况、包过滤方法、机器扩展能力等都是值得考虑的参数， 应根据实际情况考察。
精选
背板带宽概念
背板带宽:
交换机的背板带宽，是交换机接口处理器或接 口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量。背板带宽 标志了交换机总的数据交换能力，单位为Gbps，也叫 交换带宽。所以只有模块交换机（拥有可扩展插槽， 可灵活改变端口数量）才有这个概念，固定端口交换 机是没有这个概念的，并且固定端口交换机的背板容 量和交换容量大小是相等的。背板带宽决定了各板卡 （包括可扩展插槽中尚未安装的板卡）与交换引擎间 连接带宽的最高上限。由于模块化交换机的体系结构 不同，背板带宽并不能完全有效代表交换机的真正性 能。固定端口交换机不存在精选背板带宽这个概念。
精选
交换机分类
• 网络构成方式：接入层交换机、汇聚层交换机和 核心层交换机
• OSI模型：第二层交换机、第三层交换机、第四 层交换机等，一直到第七层交换机
• 交换机的可管理性：可管理型交换机和不可管理 型交换机，它们的区别在于对SNMP、RMON等 网管协议的支持。
精选
怎样选择交换机
(1)、背板带宽、二/三层交换吞吐率。 (2)、VLAN类型和数量。 (3)、交换机端口数量及类型。 (4)、支持网络管理的协议和方法。需要交换机提供更加方便和集中式的管理。 (5)、Qos、802.1q优先级控制、802.1X、802.3X的支持。 (6)、堆叠的支持。 (7)、交换机的交换缓存和端口缓存、主存、转发延时等参数。 (8)、线速转发、路由表大小、访问控制列表大小、对路由协议的支持情况、对
• 12.5MB/s就是我们通过软件下载看到的数据
精选
bps?
• 宽带速率的单位用bps(或b/s)表示； • bps表示比特每秒，即表示每秒钟传输多少位信息。在实
际所说的1M带宽的意思是1Mbps（是兆比特每秒Mbps不 是兆字节每秒MBps） • 线路单位是bps，表示bit(比特)/second(秒)，注意是小写 字母b；用户在网上下载时显示的速率单位往往是Byte(字 节)/s(秒)，注意是大写字母B。字节和比特之间的关系为 1Byte=8Bits • 2M（即2Mb/s）宽带理论速率是：256KB/s（即 2048Kb/s），实际速率大约为103--200kB/s
• 单模光纤 –8.3 ~10/125 是标准尺寸 –是电话和有线电视标准.
精选
包覆层 核心层
62.5 125 微米
单模？多模？（续二）
“当光线被包含在一个导波管内时就能沿有限的几种路径(模)传 播…就象许多橡皮球在管道里反弹前进.” 850nm & 1300nm, 多 模。 “当核心层直径足够小时,就只能容许一条光线或者一种模式的 光线在管子里面传输,这就是我们所说的单模光纤.” 1300nm & 1550nm, 单模。
电缆类型
多模光纤 单模光纤
屏蔽铜线
5类双绞线
电缆最大长度 220-550m 3000m
25m
100m
接口类型
ST
ST
ST
RJ-45
对应的IEEE标准 IEEE802.3z
万兆以太网标准为IEEE8精02选.3ae*
IEEE802.3a b
OSI参考模型具体层次及各层功能
OSI参考模型
主要功能
7 应用层（Application Layer） 6 表示层（Presentation Layer） 5 会话层（Session Layer） 4 传输层（Transport Layer） 3 网络层（Network Layer） 2 数据链路层（Data Link Layer） 1 物理层（Physical Layer）
优点： 价格适中，易于安装 技术简单，易于学习 在轻负载情况下表现优秀
缺点： 重负载情况下网络通信变慢 主电缆中断会引起网络瘫痪* 总线拓扑上查找故障十分困难*
精选
以太网工作原理
集线器（Hub）
PC1: IP：192.168.0.1/24
MAC: 11:11:11:11:11:11
PC3: 丢弃 IP：192.168.0.3/24
MAC: 33:33:33:33:33:33
PC2: IP：192.168.0.2/24 MAC: 22:22:22:22:22:22
以太网采用广播方式通信，所有与网络相连的主机都可以看到网络中 传递的所有数据。
精选
以太网和IEEE802.3（续一）
标准
10Base5 10Base2 10BaseT 10BaseFl
秘书 找出收信人地址，
写好信封
司机 将信件带到邮局
排序工人 将邮件依地区分类
包装工人 将邮件装包
搬运工人 将货搬上车
精选
传输媒介
经理 阅读邮件
助理 提醒有信，翻译
秘书 打开信件，作副本
司机 由邮局取回信件
排序工人 拆包
包装工人 为独立邮户排序
搬运工人 将货搬上车
核心层 汇聚层
网络拓扑
核心交换机 汇聚交换机
精选
线速交换
什么的线速交换： 线速交换，是指能够按照网络通信线上的数据
传输速度实现无瓶颈的数据交换。其实现首先依ASIC 芯片，通过专用硬件完成协议解析和数据包的转发， 而不是通过软件方式依交换机的CPU完成。线速交换 的实现还借助于分布式处理技术，交换机多个端口的 数据流能够同时进行处理。因此局域网交换机可以看 做是CPU、RISC和 ASIC并用的并行处理设备。
精选
背板带宽
• 背板带宽，是交换机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。
• 计算公式：端口数×相应端口速率×2（全双工模 式）
• 24口百兆+2口千兆 • 24*2*100+2*2*1000=8.8Gbps
精选
线速包转发率的计算方法
1）背板带宽（交换容量） 考察交换机上所有端口能提供的总带宽。计算公式为端口数* 相应端口速率*2（全双工模式）如果总带宽≤标称背板带宽， 那么在背板带宽上是线速的。 2）包转发线速 包转发率=千兆端口数量×1.488Mpps+百兆端口数量 *0.1488Mpps+其余类型端口数*相应计算方法
精选
参数1.488Mpps的来历
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（最小包）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 速以太网的线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。 *对于以太网，一个线速端口的包转发率为0.01488Mpps。
汇聚交换机
接入交换机
接入层
接入交换机
精选
接入交换机
接入交换机
5类？超5类？6类？
带宽
传输速率 典型应用
5类 100Mhz
100Mbps 100Base-TX、 ATM(155Mbps)
超5类 100Mhz 1000Mbps 1000Base-TX
6类 250Mhz
1000Mbps 可以满足 1.2Gbps以上的 应用
交换容量、转发能力
交换引擎的转发性能 (交换容量、转发能力）
由于交换引擎是作为模块化交换机数据包转发的核心， 所以这一指标能够真实反映交换机的性能。对于固定端口交换 机，交换引擎和网络接口模板是一体的，所以厂家提供的转发 性能参数就是交换引擎的转发性能，这一指标是决定交换机性 能的关键。支持第三层交换的设备，厂家会分别提供第二层转 发速率和第三层转发速率，一般二层能力用bps，三层能力用 pps，采用不同体系结构的模块化交换机，这两个参数的意义 是不同的。但是，对于一般的局域网用户而言，只关心这两个 指标就可以了，它是决定该系统性能的关键指标。对于大型园 区网和城域网用户，讨论交换机的体系结构和第三层优化算法 是有意义的。
精选
pps?
• 包转发率标志了交换机转发数据包能力的大小。单位一般为pps（包 每秒）
• 包转发速率是指交换机每秒可以转发多少百万个数据包（Mpps）， 即交换机能同时转发的数据包的数量。
• 计算方法
1个千兆端口的线速包转发率是1.4881Mpps， 百兆端口的线速包转发率是 0.14881Mpps 具体的数据包在传输过程中会在每个包的前面加上64个字节的数据包，原本只有512个 bit,但在传输过程中实际=512+64+96=672bit，千兆端口线速包转发率 =1000Mbps/672=1.488095Mpps
精选
什么是堆叠?
交换机的堆叠是相对于级联而言的，堆叠和 级联都是扩充交换机端口数量的方法，但堆叠后的 设备，在逻辑上是一台设备，可以实现统一管理， 这是级联做不到的。堆叠又分为物理堆叠和虚拟堆 叠，其中物理堆叠又分为星型堆叠和环型堆叠。物 理堆叠是用专门的堆叠端口，通过堆叠线缆把交换 机连接在一起；虚拟堆叠不需要专门的堆叠口，交 换机通过普通的级联连接在一起，但通过软件设置， 这些设备能够实现单IP统一管理。
电缆类型 电缆最大长度
50-ohm粗缆 50-ohm细缆 3、4、5 光纤 类双绞线
500m
185m
100m
2000m
接口类型
AUI
T型头
RJ-45 ST
对应的IEEE标准
IEEE802.3
精选
以太网和IEEE802.3?（续二）
标准
100BaseTx 100BaseT4 100BaseT2 100BaseFx
精选
MB、 Bps 、 bps 、pps的区别
• 前者是位,后者是字节 • 1byte=8bit • 1MB=8Mb=8M • 1MB=1024byte
• Mbps这里的p相当于“/”，也可以写成Mb/s （兆比特每秒 Mbps ）
• 通常说的100M的宽带可以表示为100Mbps(100Mb/s)也可 以表示成12.5MB/s(12.5MBps)
电缆类型 电缆最大长度 接口类型
5类双绞线 3类双绞线 3、4、5类 多模/单模
双绞线
光纤
100m
100m
RJ-45
RJ-45
100m RJ-45
400/2000m （多） 1000m（单）
ST
对应的IEEE标准 IEEE802.3u
精选
以太网和IEEE802.3?（续三）
标准
1000BaseSx 1000BaseLx 1000BaseCx 1000BaseT
提供应用程序间通信
处理数据格式、数据加密等 高层:负责主机之间的数据传输
建立、维护和管理会话 建立主机端到端连接 寻址和路由选择 底提层供:介负质责访网问络、数链据路传管输理等 比特流传输
精选
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
OSI模型比喻
经理 写好信件草稿
助理 修改错字、格式
精选
包转发率
• 包转发率标志了交换机转发数据包能力的大小。是指交换 机每秒可以转发多少个数据包（Mpps），即交换机能同 时转发的数据包的数量。包转发率以数据包为单位体现了 交换机的交换能力。 计算方法=千兆端口数量× 1.488Mpps+百兆端口数量× 0.1488Mpps+其余类型端口数
• 24口百兆口，2个千兆口 2*1.488+24*0.1488≌6.6Mbps
精选
单模？多模？
注意：光纤不是一根中间空的
CC
管子，它是由两个不可分割的
固体玻璃部分组成：核心层和
包覆层。
Βιβλιοθήκη Baidu
包覆层 ： 不透光的玻璃层 核心层 ：透光的玻璃层
精选
单模？多模？（续一）
• 多模光纤 –62.5/125 是标准尺寸 (TIA 568a, ISO 11801) –50/125 是非标准尺寸， 其应用范围正在扩大。 –100/140 & 85/125 已淘 汰
交换机产品参数、规 划和设备的的选型
精选
目录
交换机知识 特点 网络的规划及设备选型
精选
以太网和IEEE802.3
以太网是由DIX（DEC、INTEL、XEROX）制定 的网络协议，厂家的标准。
IEEE802.3家族是由IEEE（Institute of Electrical and Electronic Engineers）制定 的网络协议，国际标准。
组播协议的支持情况、包过滤方法、机器扩展能力等都是值得考虑的参数， 应根据实际情况考察。
精选
背板带宽概念
背板带宽:
交换机的背板带宽，是交换机接口处理器或接 口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量。背板带宽 标志了交换机总的数据交换能力，单位为Gbps，也叫 交换带宽。所以只有模块交换机（拥有可扩展插槽， 可灵活改变端口数量）才有这个概念，固定端口交换 机是没有这个概念的，并且固定端口交换机的背板容 量和交换容量大小是相等的。背板带宽决定了各板卡 （包括可扩展插槽中尚未安装的板卡）与交换引擎间 连接带宽的最高上限。由于模块化交换机的体系结构 不同，背板带宽并不能完全有效代表交换机的真正性 能。固定端口交换机不存在精选背板带宽这个概念。
精选
交换机分类
• 网络构成方式：接入层交换机、汇聚层交换机和 核心层交换机
• OSI模型：第二层交换机、第三层交换机、第四 层交换机等，一直到第七层交换机
• 交换机的可管理性：可管理型交换机和不可管理 型交换机，它们的区别在于对SNMP、RMON等 网管协议的支持。
精选
怎样选择交换机
(1)、背板带宽、二/三层交换吞吐率。 (2)、VLAN类型和数量。 (3)、交换机端口数量及类型。 (4)、支持网络管理的协议和方法。需要交换机提供更加方便和集中式的管理。 (5)、Qos、802.1q优先级控制、802.1X、802.3X的支持。 (6)、堆叠的支持。 (7)、交换机的交换缓存和端口缓存、主存、转发延时等参数。 (8)、线速转发、路由表大小、访问控制列表大小、对路由协议的支持情况、对
• 12.5MB/s就是我们通过软件下载看到的数据
精选
bps?
• 宽带速率的单位用bps(或b/s)表示； • bps表示比特每秒，即表示每秒钟传输多少位信息。在实
际所说的1M带宽的意思是1Mbps（是兆比特每秒Mbps不 是兆字节每秒MBps） • 线路单位是bps，表示bit(比特)/second(秒)，注意是小写 字母b；用户在网上下载时显示的速率单位往往是Byte(字 节)/s(秒)，注意是大写字母B。字节和比特之间的关系为 1Byte=8Bits • 2M（即2Mb/s）宽带理论速率是：256KB/s（即 2048Kb/s），实际速率大约为103--200kB/s
• 单模光纤 –8.3 ~10/125 是标准尺寸 –是电话和有线电视标准.
精选
包覆层 核心层
62.5 125 微米
单模？多模？（续二）
“当光线被包含在一个导波管内时就能沿有限的几种路径(模)传 播…就象许多橡皮球在管道里反弹前进.” 850nm & 1300nm, 多 模。 “当核心层直径足够小时,就只能容许一条光线或者一种模式的 光线在管子里面传输,这就是我们所说的单模光纤.” 1300nm & 1550nm, 单模。
电缆类型
多模光纤 单模光纤
屏蔽铜线
5类双绞线
电缆最大长度 220-550m 3000m
25m
100m
接口类型
ST
ST
ST
RJ-45
对应的IEEE标准 IEEE802.3z
万兆以太网标准为IEEE8精02选.3ae*
IEEE802.3a b
OSI参考模型具体层次及各层功能
OSI参考模型
主要功能
7 应用层（Application Layer） 6 表示层（Presentation Layer） 5 会话层（Session Layer） 4 传输层（Transport Layer） 3 网络层（Network Layer） 2 数据链路层（Data Link Layer） 1 物理层（Physical Layer）
优点： 价格适中，易于安装 技术简单，易于学习 在轻负载情况下表现优秀
缺点： 重负载情况下网络通信变慢 主电缆中断会引起网络瘫痪* 总线拓扑上查找故障十分困难*
精选
以太网工作原理
集线器（Hub）
PC1: IP：192.168.0.1/24
MAC: 11:11:11:11:11:11
PC3: 丢弃 IP：192.168.0.3/24
MAC: 33:33:33:33:33:33
PC2: IP：192.168.0.2/24 MAC: 22:22:22:22:22:22
以太网采用广播方式通信，所有与网络相连的主机都可以看到网络中 传递的所有数据。
精选
以太网和IEEE802.3（续一）
标准
10Base5 10Base2 10BaseT 10BaseFl
秘书 找出收信人地址，
写好信封
司机 将信件带到邮局
排序工人 将邮件依地区分类
包装工人 将邮件装包
搬运工人 将货搬上车
精选
传输媒介
经理 阅读邮件
助理 提醒有信，翻译
秘书 打开信件，作副本
司机 由邮局取回信件
排序工人 拆包
包装工人 为独立邮户排序
搬运工人 将货搬上车
核心层 汇聚层
网络拓扑
核心交换机 汇聚交换机
精选
线速交换
什么的线速交换： 线速交换，是指能够按照网络通信线上的数据
传输速度实现无瓶颈的数据交换。其实现首先依ASIC 芯片，通过专用硬件完成协议解析和数据包的转发， 而不是通过软件方式依交换机的CPU完成。线速交换 的实现还借助于分布式处理技术，交换机多个端口的 数据流能够同时进行处理。因此局域网交换机可以看 做是CPU、RISC和 ASIC并用的并行处理设备。
精选
背板带宽
• 背板带宽，是交换机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。
• 计算公式：端口数×相应端口速率×2（全双工模 式）
• 24口百兆+2口千兆 • 24*2*100+2*2*1000=8.8Gbps
精选
线速包转发率的计算方法
1）背板带宽（交换容量） 考察交换机上所有端口能提供的总带宽。计算公式为端口数* 相应端口速率*2（全双工模式）如果总带宽≤标称背板带宽， 那么在背板带宽上是线速的。 2）包转发线速 包转发率=千兆端口数量×1.488Mpps+百兆端口数量 *0.1488Mpps+其余类型端口数*相应计算方法
精选
参数1.488Mpps的来历
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（最小包）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 速以太网的线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。 *对于以太网，一个线速端口的包转发率为0.01488Mpps。
汇聚交换机
接入交换机
接入层
接入交换机
精选
接入交换机
接入交换机
5类？超5类？6类？
带宽
传输速率 典型应用
5类 100Mhz
100Mbps 100Base-TX、 ATM(155Mbps)
超5类 100Mhz 1000Mbps 1000Base-TX
6类 250Mhz
1000Mbps 可以满足 1.2Gbps以上的 应用
交换容量、转发能力
交换引擎的转发性能 (交换容量、转发能力）
由于交换引擎是作为模块化交换机数据包转发的核心， 所以这一指标能够真实反映交换机的性能。对于固定端口交换 机，交换引擎和网络接口模板是一体的，所以厂家提供的转发 性能参数就是交换引擎的转发性能，这一指标是决定交换机性 能的关键。支持第三层交换的设备，厂家会分别提供第二层转 发速率和第三层转发速率，一般二层能力用bps，三层能力用 pps，采用不同体系结构的模块化交换机，这两个参数的意义 是不同的。但是，对于一般的局域网用户而言，只关心这两个 指标就可以了，它是决定该系统性能的关键指标。对于大型园 区网和城域网用户，讨论交换机的体系结构和第三层优化算法 是有意义的。
精选
pps?
• 包转发率标志了交换机转发数据包能力的大小。单位一般为pps（包 每秒）
• 包转发速率是指交换机每秒可以转发多少百万个数据包（Mpps）， 即交换机能同时转发的数据包的数量。
• 计算方法
1个千兆端口的线速包转发率是1.4881Mpps， 百兆端口的线速包转发率是 0.14881Mpps 具体的数据包在传输过程中会在每个包的前面加上64个字节的数据包，原本只有512个 bit,但在传输过程中实际=512+64+96=672bit，千兆端口线速包转发率 =1000Mbps/672=1.488095Mpps