交换机以太口

1. 交换机技术基础

1.1. 以太网简介

以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准，组建于七十年代早期。Ethernet(以太网）是一种传输速率为10Mbps的常用局域网（LAN）标准。在以太网中，所有计算机被连接一条同轴电缆上，采用具有冲突检测的载波感应多处访问（CSMA/CD）方法，采用竞争机制和总线拓朴结构。基本上，以太网由共享传输媒体，如双绞线电缆或同轴电缆和多端口集线器、网桥或交换机构成。在星型或总线型配置结构中，集线器/交换机/网桥通过电缆使得计算机、打印机和工作站彼此之间相互连接。

以太网系统由三个基本单元组成： ? ?

物理介质，用于传输计算机之间的以太网信号；

介质访问控制规则，嵌入在每个以太网接口处，从而使得计算机可以公平的使用共享以太网信道； ?

以太帧，由一组标准比特位构成，用于传输数据。

Ethernet 基本网络组成： ?

共享媒体和电缆：10BaseT（双绞线），10Base-2（同轴细缆），10Base-5（同轴粗缆）。 ? ? ?

转发器或集线器 网桥 交换机

以太网协议：IEEE 802.3标准中提供了以太帧结构。当前以太网支持光纤和双绞线媒体支持下的四种传输速率：

? ? ? ?

1. 交换机技术基础

1.1. 以太网简介

以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准，组建于七十年代早期。Ethernet(以太网）是一种传输速率为10Mbps的常用局域网（LAN）标准。在以太网中，所有计算机被连接一条同轴电缆上，采用具有冲突检测的载波感应多处访问（CSMA/CD）方法，采用竞争机制和总线拓朴结构。基本上，以太网由共享传输媒体，如双绞线电缆或同轴电缆和多端口集线器、网桥或交换机构成。在星型或总线型配置结构中，集线器/交换机/网桥通过电缆使得计算机、打印机和工作站彼此之间相互连接。

以太网系统由三个基本单元组成： ? ?

物理介质，用于传输计算机之间的以太网信号；

介质访问控制规则，嵌入在每个以太网接口处，从而使得计算机可以公平的使用共享以太网信道； ?

以太帧，由一组标准比特位构成，用于传输数据。

Ethernet 基本网络组成： ?

共享媒体和电缆：10BaseT（双绞线），10Base-2（同轴细缆），10Base-5（同轴粗缆）。 ? ? ?

转发器或集线器 网桥 交换机

以太网协议：IEEE 802.3标准中提供了以太帧结构。当前以太网支持光纤和双绞线媒体支持下的四种传输速率：

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光口Bypass交换机

光口Bypass交换机（光旁路交换机）支持两种工作状态：Normal和 Bypass。在Normal模式下，交换机将网络通信转移到所连接的内联网络系统。在 Bypass 模式下，网络通信将被转移到其它预先设计的网络，而不再经由内联设备。用户可通过软件编程进行设置，定义在电源故障、链接故障等情况下，交换机的旁路行为。

光旁路交换机可以配置成主动监控被保护设备或被动接受管理两种工作方式。 ? 主动式

可以通过USB接口和网口主动监控被保护设备。当检测到被保护设备的发生电源故障、网络异常时及其他故障时，能够主动切换。 如：被保护设备的网口DOWN、UP及USB口是否正常。 当检测到网口DOWN时，缺省情况下光旁路交换机切换到Bypass状态。当被保护设备恢复网口UP时，切换到Normal。也可以配置成当检测到网口DOWN时，缺省情况下光旁路交换机切换到Normal状态或者维持在之前的状态不发生改变。 ? 被动式

被保护设备主动通过USB接口、网口或者串口定期通过心跳线和光旁路交换机进行通信，两者保持心跳。当被保护设备发生异常时，光旁路交换机的内置watchdog就会超时，引起状态切换。

电源故障、系统挂起、管理端口故

光口Bypass交换机

光口Bypass交换机（光旁路交换机）支持两种工作状态：Normal和 Bypass。在Normal模式下，交换机将网络通信转移到所连接的内联网络系统。在 Bypass 模式下，网络通信将被转移到其它预先设计的网络，而不再经由内联设备。用户可通过软件编程进行设置，定义在电源故障、链接故障等情况下，交换机的旁路行为。

光旁路交换机可以配置成主动监控被保护设备或被动接受管理两种工作方式。 ? 主动式

可以通过USB接口和网口主动监控被保护设备。当检测到被保护设备的发生电源故障、网络异常时及其他故障时，能够主动切换。 如：被保护设备的网口DOWN、UP及USB口是否正常。 当检测到网口DOWN时，缺省情况下光旁路交换机切换到Bypass状态。当被保护设备恢复网口UP时，切换到Normal。也可以配置成当检测到网口DOWN时，缺省情况下光旁路交换机切换到Normal状态或者维持在之前的状态不发生改变。 ? 被动式

被保护设备主动通过USB接口、网口或者串口定期通过心跳线和光旁路交换机进行通信，两者保持心跳。当被保护设备发生异常时，光旁路交换机的内置watchdog就会超时，引起状态切换。

电源故障、系统挂起、管理端口故

辽宁工程技术大学华为第二章课件

2 以太网交换机基础及配置

辽宁工程技术大学软件学院

辽宁工程技术大学华为第二章课件

目 标 学习完本章，应该掌握和理解： 掌握以太网基本概念和原理

掌握交换机的数据转发基本过程 掌握华为交换机的基本配置命令 掌握虚拟局域网的基本概念及基本配置命令 掌握端口汇聚配置命令 掌握生成树协议及基本配置命令

辽宁工程技术大学华为第二章课件

课程内容2.1 以太网概述 2.2 以太网交换机原理 2.3 以太网交换机的配置 2.4 虚拟局域网

2.5 端口汇聚配置2.6 生成树

2.7 应用举例

辽宁工程技术大学华为第二章课件

2.1 以太网概述

2.1.1 以太网的基础 2.1.2 以太网的传输介质 2.1.3 以太网的分段

2.1.4 以太网分类2.1.5 IEEE 802.3 MAC帧格式

辽宁工程技术大学华为第二章课件

2.1.1 以太网基础

传统的共享式以太网 以太网的冲突域

以太网广播

辽宁工程技术大学华为第二章课件

传统的共享式以太网

辽宁工程技术大学华为第二章课件

以太网冲突域

冲突不是以太网中的故障，而是作为流控的一种形式成为以太网操 作的正常组成部分，它带来快速而又自动的重新发送调整。 但是随着通信量和用户数的

文件编号 xxxxxxxxxx科技有限公司 版 本 号 V1.0.0 文件密级 生效日期 绝密

概要设计说明书

起草： xxxx 审核： xxxxxxxxxx

日期： 2014-11-03 日期：2013-11-03

文件编号 xxxxxxxxxx科技有限公司 版 本 号 V1.0.0 文件密级 生效日期 绝密 文档历史发放及记录

序号 1 创建

变更（+/-）说明 作者 黄自贺 版本号 V1.0 日期 2014-11-3 批准 文件编号 xxxxxxxxxx科技有限公司 版 本 号 V1.0.0 文件密级 生效日期 绝密 目录

文档历史发放及记录 ........................................................................................................... 2 一、引言 .............................

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以太网交换机基础培训教材

Catalog 目 录

1 2

以太网概述 ............................................................................................................................................. 6 以太网的基础知识 ................................................................................................................................. 6 2.1 MAC地址 .............................................................................................................................................. 6 2.2 以太网帧的帧格式 .......................................

介绍了一种基于FPGA的环形工业以太网交换机的实时性系统设计方案。针对环形工业以太网的特点,以FPGA的NIOS软核为核心,采取软件CPU与硬件控制电路协同配合工作的方法,并利用FPGA的硬件电路可高速并行工作的特点,实现了实时的数据帧转发处理。可保证采用此交换机方案的环形总线的通信周期小于40μs,满足NCUC-BUS现场总线协议对理想通信周期的要求。

《业控制计算机/ 0 0年第 2工 21 3卷第 5期

环形工业以太网交换机的实时性设计R a— i y t m De i f L o I d s r l t e n tS t h r e lt— me S s e sgn o o p n u ti E h r e wi e a c

徐迪宇杨立志 (深圳清华大学研究院，东深圳 5 8 5 )广 10 7摘要

介绍了一种基于 F GA的环形工业以太网交换机的实时性系统设计方案。针对环形工业以太网的特点，以 F G的 P P A

NI OS软核为核心，采取软件 CP与硬件控制电路协同配合工作的方法，并利用 F GA的硬件电路可高速并行工作的特 U P点，实现了实时的数据帧转发处理。可保证采用此交换机方案的环形总线的通信周期小于 4 s, O满足 N

介绍了一种基于FPGA的环形工业以太网交换机的实时性系统设计方案。针对环形工业以太网的特点,以FPGA的NIOS软核为核心,采取软件CPU与硬件控制电路协同配合工作的方法,并利用FPGA的硬件电路可高速并行工作的特点,实现了实时的数据帧转发处理。可保证采用此交换机方案的环形总线的通信周期小于40μs,满足NCUC-BUS现场总线协议对理想通信周期的要求。

《业控制计算机/ 0 0年第 2工 21 3卷第 5期

环形工业以太网交换机的实时性设计R a— i y t m De i f L o I d s r l t e n tS t h r e lt— me S s e sgn o o p n u ti E h r e wi e a c

徐迪宇杨立志 (深圳清华大学研究院，东深圳 5 8 5 )广 10 7摘要

介绍了一种基于 F GA的环形工业以太网交换机的实时性系统设计方案。针对环形工业以太网的特点，以 F G的 P P A

NI OS软核为核心，采取软件 CP与硬件控制电路协同配合工作的方法，并利用 F GA的硬件电路可高速并行工作的特 U P点，实现了实时的数据帧转发处理。可保证采用此交换机方案的环形总线的通信周期小于 4 s, O满足 N