以太网硬件入门技术培训
数据培训(以太网培训)PPT课件
培训内容与形式更新
为适应市场需求和技术发展趋势，未 来的以太网培训将更加注重实践性和 创新性。培训内容将涵盖新兴技术和 应用场景，如SDN/NFV、5G/6G与 以太网的融合应用等。培训形式也将 更加多样化，包括在线学习、虚拟仿 真实验、企业实践等多种方式相结合 ，提高培训的针对性和实效性。
THANKS.
以太网设备与技术
03
网卡与接口
网卡的作用
网卡接口
网卡是计算机与局域网相互连接的接口，它 能够将用户要传递的数据转换为网络上其它 设备能够识别的格式，通过网络介质传输。
常见的网卡接口有RJ-45接口、BNC 接口、AUI接口等，其中RJ-45接口最 为常见，用于连接双绞线。
网卡的类型
根据总线类型可分为ISA、EISA、PCI、 PCMIA等，根据网络速度可分为10M、 100M、1000M等。
同轴电缆由内导体、绝缘层、网状编织的外导体和塑料护套组成。它具有抗干 扰能力强、传输稳定等优点，被广泛应用于电视信号传输和计算机网络等领域。
以太网数据通信原理
04
数据传输过程
数据链路层的传输过程
以太网数据在数据链路层进行封装和解封装，通过MAC地址进行 寻址和传输。
网络层的传输过程
数据在网络层进行路由选择和转发，通过IP地址进行寻址。
帧校验序列
用于检测数据传输过程中的错误， 采用CRC校验算法生成。
数据通信性能指标
01
02
03
04
吞吐量
衡量网络传输数据的速率，通 常以Mbps或Gbps表示。
时延
数据从发送端传输到接收端所 需的时间，包括传播时延、处
理时延、排队时延等。
丢包率
在网络传输过程中丢失数据包 的比例，反映网络的稳定性和
1.以太网设备硬件入门共30页PPT资料
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。
科技创造未来 网络改变生活
20
常见以太网设备接口-SFP
SFP接口（ Small Formfactor Pluggable ）
功能支持情况
所有交换机 绝大部分路由器
科技创造未来 网络改变生活
10
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
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
科技创造未来 网络改变生活
10/100M
10/100/1000M 扩展模块
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
科技创造未来 网络改变生活
扩展插槽
19
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GE模块
互联网基础培训-8.以太网基础知识
Transmit
Tx
Loopback Collision Detection
Ethernet Controller
Rx
Receive
Rx
Ethernet NIC
Ethernet NIC
• 使用同一根传输线既作接收又作发送，虽然数据可以在两个方向上传送， 但通信双方不能同时收发数据. • 要进行收发切换 • 时间延迟大
X
Port 1
Port 12
0260.8c01.1111
0260.8c01.2222
0260.8c01.3333
0260.8c01.4444
28
广播帧和多播帧（生存期300秒 广播帧和多播帧（生存期300秒） 300
MAC地址表 地址表 E0: E2: E1: E3: 0260.8c01.1111 0260.8c01.2222 0260.8c01.3333 0260.8c01.4444
以太网基础知识
课程简介－ 课程简介－以太网
• 以太网基础知识 • 以太网交换技术
2
以太网基础知识
3
网络元素
网络设备) 集线器 (网络设备 网络设备
打印机
(带有网卡)
电缆/传输介质 电缆 传输介质
非屏蔽双绞线 同轴的 光纤的 连接头 (RJ11, RJ45, 等
0260.8c01.3333
0260.8c01.4444
• 端口和源地址相关联
26
交换机工作原理： 交换机工作原理：转发
Port1: 0260.8c01.1111 Port2: 0260.8c01.2222 Port3: 0260.8c01.3333 Port12: 0260.8c01.4444
Eth基础知识的培训
端口
时间
11
1
n
1)交换机A查看MAC地址表； 2)如果MAC地址表有目的主机MAC地址则直接进行数据转发。如果没有，则交换机A向 除源数据发送端口外的其他所有端口发送广播；
3 4
交换机A
1
2
5
6
交换 机B
11
12
13
14
交换机A通过2端口和3端口发送广播
交换机B通过4端口在接收到数据帧后，执行以下操作： 交换机B学习源MAC地址和端口号，交换机B 现在的MAC地址表为：
VLAN的划分的方法和目的： VLAN划分方法： 1.基于端口划分。 2.基于MAC地址划分。 3.基于网络协议划分。 4.基于IP组播划分。 5.基于策略划分。 6.基于用户定义，非用户授权划分。
VLAN 的优势：
1.控制网络上的广播 VLAN可以提供建立防火墙的机制，因为网上的广播信息会很多，会使 网络性能恶化，VLAN可以防止交换网络的过量广播。 2.控制网络的安全性 因为一个VLAN就是一个单独的广播域，VLAN之前相互隔离，这大大提 高了网络的利用率，确保了网络的安全保密性。 3.增加了网络连接的灵活性 VLAN技术，能将不同地点，不同网络，不同的用户组合在一起，行程 一个虚拟的网络环境，就像使用本地LAN 一样的方便，灵活，有效。
3 4
交换机A
1
2
5
6
交换 机B
交换机B在接收到数据帧后，执行以下操作： 交换机B学习源MAC地址和端口号； 交换机B查看MAC地址表，发现有主机11的相关信息，根据MAC地址 表中的内容，单播转发数据到端口3。
11
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14
此时交换机B的ＭＡＣ地址表如下表
以太网交换机基础培训胶片
感谢您的观看
汇报人：
帧。
交换机是一种网络设备，用于连接多个网络设备，实现数据交换。
交换机的工作原理是基于MAC地址的，即根据MAC地址来转发数据包。
交换机通过学习MAC地址，建立MAC地址表，实现数据包的快速转发。
交换机还可以实现VLAN（虚拟局域网）功能，将网络划分为多个虚拟局域网，提高网络安全 性和网络性能。
接收数据：以太网交换机从网络接 口接收数据帧
以太网交换机基础培 训胶片
汇报人：
目录
以太网交换机概述
以太网交换机的工作 原理
以太网交换机的性能 指标
以太网交换机的配置 和管理
以太网交换机的故障 排除和维护
以太网交换机的发展 趋势和未来展望
以太网交换机概述
定义：以太网交换机是一种用于连接多个以太网设 备的网络设备，可以实现以太网设备的互连互通。
分类：根据端 口数量、传输 速率、功能等 可以分为多种
类型
应用场景：企 业网络、数据 中心、校园网、
家庭网络等
应用领域：金 融、教育、医 疗、政府、企
业等
应用特点：高 速、稳定、安
全、可扩展
智能化：以太网交换机将更加智能化，能够自动识别和配置网络设备 高速化：以太网交换机将支持更高的传输速率，以满足大数据时代的需求 虚拟化：以太网交换机将支持虚拟化技术，实现网络资源的灵活分配和管理 绿色化：以太网交换机将更加注重节能环保，降低能耗和碳排放
以太网交换机的工 作原理
以太网协议是局域网中最常用的协议之一，它定义了数据传输的规则和方式。 以太网协议分为两个部分：物理层和数据链路层。 物理层定义了数据传输的物理介质和接口，如双绞线、光纤等。 数据链路层定义了数据传输的逻辑链路和帧格式，如MAC地址、帧校验等。 以太网交换机的工作原理是基于以太网协议的，它通过MAC地址来识别和转发数据
以太网交换机基础培训教材
以太网交换机基础培训教材Catalog 目录1 以太网概述............................................................................................2 以太网的基础知识.....................................................................................2.1 MAC地址............................................................ 错误！未指定书签2.2 以太网帧的帧格式........................................................................221 以太网H ...............................................................................................................................2.2.2 带有802.2逻辑链路控制的IEEE 802.3 ............................................... 错误！未定义书签2.2.3 IEEE 802.3子网访问协议（以太网SNAP ） ........................................2.2.4 Novell 以太网 ...................................................................2.3 CSMA/CD .......................................................................................................... 错误！未定义书签2.4 冲突域和广播域..........................................................................2.5 以太网的典型设备-HUB .......................................................................................................................2.6 全双工以太网.............................................................................3 二层交换机的基本原理...................................................................................3.1 二层交换机...............................................................................3.2 支持VLAN的二层交换机..................................................................3.2.1 VLAN 的概念....................................................................3.2.2 VLAN 的:划分...................................................................3.2.3 VLAN 的标准....................................................................3.2.4 支持VLAN交换机的转发流程.....................................................4 三层交换机基本原理.....................................................................................4.1 三层交换机的提岀........................................................................4.2 三层交换机基本特征......................................................................4.3 三层交换机的功能模型....................................................................4.4 三层交换机转发流程......................................................................4.4.1 IP网络规贝U .......................................................................................................................4.4.2 三层转发流程...................................................................4.4.3 选路过程 ......................................................................4.5 路由器和交换机...................................................... 错误！未定义书签。
以太网设备硬件入门
网线的规格通常由线规（线径） 和屏蔽类型决定，线规越大，线 径越粗，传输速率越高。
网线接法（直通线和交叉线）
直通线
直通线用于连接两个设备，其两端的水晶头接法相同，即遵 循T568B或T568A标准。
交叉线
交叉线用于连接两个设备，一端遵循T568B标准，另一端遵 循T568A标准，常用于不同设备之间的连接。
和端口聚合等高级功能。
04
对未来以太网发展的展望
以太网技术将继续演进，支 持更高的传输速率和更远的
传输距离。
1
以太网将与物联网、云计算 和人工智能等技术进一步融 合，拓展其在智能家居、工
业自动化等领域的应用。
以太网将面临更多的安全挑 战，需要加强安全防护措施 ，如加密传输和访问控制等 。
以太网将更加注重绿色环保 ，降低能源消耗和减少对环 境的影响。
以太网设备和组件
以太网设备
以太网设备是指支持以太网协议的硬件设备，如交换机、路由器、计算机等。这些设备通过以太网电缆连接在一 起，形成一个以太网网络。
组件
以太网设备通常包含一些关键组件，如网络接口卡（NIC）、交换机芯片、内存等。这些组件协同工作，使设备 能够实现以太网协议规定的各种功能。此外，以太网设备还支持各种扩展功能，如VLAN（虚拟局域网）、QoS （服务质量）等，以满足不同场景的需求。
以太网设备硬件入门
• 引言 • 以太网基础知识 • 以太网设备硬件构成 • 以太网布线 • 以太网故障排除 • 结论
01
引言
主题简介
01
以太网设备硬件是计算机网络领 域中的重要组成部分，涵盖了从 物理层到应用层的多方面知识。
02
主题涉及以太网设备硬件的分类 、特点、性能指标以及应用场景 等多个方面。
SmartClass ETHERNET 培训
镜像或监控端 口捕获流量
IP Ping & IP Traceroute
访问交换机
边缘路由器
边缘路由器
访问路由器
核心路由器
Ethernet 测试 --- 几台测试仪?
环回测试: 硬环 (Layer 1) (非交换网络)
本地网络设备 远端网络设备
LOS ACTIVE STATUS
VLAN划分
VLAN划分方式： 1.基于端口 2.基于MAC地址 3.基于第三层协议 4.基于组播组 5.基于IP地址影射 6.基于策略
VLAN
L/T（2） FCS（4） 前导符（7） SFD（1）DA（6） SA（6）VLAN（4） 数据（46-1500）
TPI 优先级 CFI VLAN ID
16位
自动协商
自动协商实现基础
16ms
双绞线物理链路在空闲的时候 以周期16ms发送脉冲，如果在 这16ms中间插入周期更小1.6ms 的脉冲，两端设备也能够辨认。 于是，我们可以使用1.6ms的脉 冲来携带自动协商信息。
每个大脉冲插入10小脉冲
自动协商
编码支持能力
运行速率 双工模式 流量控制 …... 系统加电的时候，检测自动协商 标志，如果允许，则从配置寄存 器读出支持模式标志，编码后通 过空闲脉冲发送出去。发送出去 的编码格式称为基页。
• • • • • • • • •
10Base-T 双绞线以太网 100Base-TX 双绞线快速以太网 100Base-FX 光纤快速以太网 100Base-T2 使用两条线的双绞线快速以太网 100Base-T4 使用四条线的双绞线快速以太网 1000Base-SX 使用短波激光的光纤千兆以太网 1000Base-LX 使用长波激光的光纤千兆以太网 1000Base-CX 使用150欧姆平衡屏蔽双绞线（短铜跳线） 1000Base-T 使用非屏蔽双绞线的千兆以太网
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光纤连接
互连示意图
接口类型 SC或LC
光纤终端盒
接口类型多为 ST或FC
双绞线
16芯多模光缆
500米
➢ 设备一侧接口类型多为SC或LC
➢ 终端盒一侧多为ST或FC
光纤跳线 20
课程内容
第一章 以太网传输介质 第二章 常见以太网设备接口 第三章 以太网硬件规范 第四章 以太网硬件故障排查
SC
多模光纤 550M
SC
GBIC-LX
单模光纤 10KM
SC
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。
GBIC接口
23
常见以太网设备接口-SFP
SFP接口（ Small Formfactor Pluggable ）
以太网硬件入门
技术培训中心
2009-09
修订记录
修订日期 修订版本
2009-05-29 V1.0 2009-09-04 V1.1
修订描述
初稿完成；公开级文档 添加备注
作者
徐立欢 徐立欢
2
学习目标
理解以太网传输介质及接口类型 理解以太网相关硬件术语 掌握以太网硬件排错方法
课程内容
第一章 以太网传输介质 第二章 常见以太网设备接口 第三章 以太网硬件规范 第四章 以太网硬件故障排查
水晶头铜片面 向自己且向上
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双绞线制作实验
实验物品
双绞线2根 RJ-45水晶头6个 压线钳1把 双绞线测试仪1个
制作步骤
➢ 制作直通双绞线1根 ➢ 制作交叉双绞线1根 ➢ 使用测试仪测试双绞线的联通性
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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
扩展插槽
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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
模块型号
介质类型 传输距离 接口类型
GBIC-GT
双绞线
100M
RJ-45
GBIC-SX
多模光纤 550M
16
光纤接口类型
SC LC ST FC MT-RJ（淘汰）
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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入 ➢ 俗称：光猫、光电收发器
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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
➢ 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）
10
Auto MDI/MDIX来自述多模光纤➢ 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
15
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 ➢ ……
➢ 568A
• 绿白--1，绿--2，橙白--3，蓝--4，蓝白--5，橙--6，棕白--7，棕--8
9
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）
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
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光纤分类
单模光纤
当光纤的几何尺寸可以于光波长相比拟时，即纤芯的几何尺寸与光信号 波长相差不大时，一般为5~10um，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
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
8
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
4
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
5
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。
6
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包裹，以减 小辐射
➢ 价格相对较高，高要求场合应用
7
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
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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
10/100M
10/100/1000M 扩展模块
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
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)
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直通双绞线与交叉双绞线图例
图例
1 8
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