以太網(wǎng)PORT功能交流

以太網(wǎng)PORT功能交流趙邦銀日期：Thursday,February2,2023主要內(nèi)容:背景知識(shí)介紹PORT主要功能介紹PHY的簡(jiǎn)單介紹BCMlinkScan介紹OSI與TCP/IP體系結(jié)構(gòu)的比較

應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層表示層會(huì)話層數(shù)據(jù)鏈路層物理層7654321OSI的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)際層IP(各種應(yīng)用層協(xié)議如TELNET,FTP,SMTP等)運(yùn)輸層(TCP

或

UDP)TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)無連接分組交付服務(wù)運(yùn)輸服務(wù)(可靠或不可靠)各種應(yīng)用服務(wù)TCP/IP

的三個(gè)服務(wù)層次背景知識(shí)五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)

TCP/IP是四層的體系結(jié)構(gòu)：應(yīng)用層、運(yùn)輸層、網(wǎng)際層和網(wǎng)絡(luò)接口層。最下面的網(wǎng)絡(luò)接口層并沒有具體內(nèi)容。因此往往采取折中的辦法，即綜合

OSI和

TCP/IP

的優(yōu)點(diǎn)，采用一種只有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)。背景知識(shí)五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)

應(yīng)用層(applicationlayer)運(yùn)輸層(transportlayer)網(wǎng)絡(luò)層(networklayer)數(shù)據(jù)鏈路層(datalinklayer)物理層(physicallayer)數(shù)據(jù)鏈路層5應(yīng)用層4運(yùn)輸層3網(wǎng)絡(luò)層2數(shù)據(jù)鏈路層1物理層背景知識(shí)MAC層與物理層連接半雙工MAC跟物理層之間至少有六種信號(hào)：接收數(shù)據(jù)線發(fā)送數(shù)據(jù)線接收數(shù)據(jù)指示發(fā)送數(shù)據(jù)指示載波偵聽沖突發(fā)生MAC子層——半雙工MAC（CSMA/CD）HalfDuplexMACPhysical_Layer數(shù)據(jù)線指示信號(hào)沖突和檢測(cè)信號(hào)背景知識(shí)全雙工MAC跟物理層之間至少有四種信號(hào)：接收數(shù)據(jù)線發(fā)送數(shù)據(jù)線接收數(shù)據(jù)指示發(fā)送數(shù)據(jù)指示MAC子層——全雙工MACHalfDuplexMACPhysical_Layer數(shù)據(jù)線指示信號(hào)MAC層與物理層連接背景知識(shí)幾種以太網(wǎng)幀:EthernetV1：由Xerox公司創(chuàng)建.后來在1980年由DEC，Intel和Xerox標(biāo)準(zhǔn)化形成EthernetV1標(biāo)準(zhǔn).EthernetV2(ARPA)：

由DEC，Intel和Xerox在1982年公布其標(biāo)準(zhǔn)，主要更改了EthernetV1的電氣特性和物理接口，在幀格式上并無變化；EthernetV2出現(xiàn)后迅速取代EthernetV1成為以太網(wǎng)事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)；IEEE802.3/802.2LLC:IEEE802.3/802.2SNAP：背景知識(shí)Ethernet_IIDMACSMACLength/TDATA/PADFCSLength/Type值含義Length/T>1536Length/T<=1500代表了該幀的類型代表了該幀的長(zhǎng)度跟IEEE802.3完全兼容.以太網(wǎng)的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn).背景知識(shí)物理層標(biāo)準(zhǔn):10BASE210BASE510BASE-T100BASE-TX運(yùn)行在兩對(duì)五類雙絞線上的快速以太網(wǎng)100BASE-T2運(yùn)行在2對(duì)三類雙絞線上的快速以太網(wǎng)100BASE-T4運(yùn)行在四對(duì)三類雙絞線上的快速以太網(wǎng)100BASE-FX運(yùn)行在光纖上的快速以太網(wǎng)光纖類型可單?？啥嗄?000BASE-SX多模光纖,S指發(fā)出的光信號(hào)是短波長(zhǎng)的形式1000BASE-LX單模光纖L指發(fā)出的光信號(hào)是長(zhǎng)波長(zhǎng)的形式1000BASE-CX運(yùn)行在同軸電纜上的1000M以太網(wǎng)1000BASE-TX背景知識(shí)10GBase-SR局域網(wǎng)300米850nm多模光纖10GBase-LR局域網(wǎng)10公里1310nm單模光纖10GBase-ER局域網(wǎng)40公里1550nm單模光纖10GBase-SW廣域網(wǎng)300米850nm多模光纖10GBase-LW廣域網(wǎng)10公里1310nm單模光纖10GBase-EW廣域網(wǎng)40公里1550nm單模光纖背景知識(shí)PORT功能一.基本功能:速率/speed雙工模式/halforfullduplex自協(xié)商/autonegotiation宣告能力/autonegotiationAdvertisement使能/enableLinkstatusMDI/MDIXmaster/slave二.擴(kuò)展功能:光電切換光模塊信息讀取DigitalDiagnosticMonitorVirtualCableTester/cablediagnosticPOEPORT功能二.基于MAC實(shí)現(xiàn)的功能:流量控制/flowcontrol廣播抑制/BroadcastRateControl組播抑制/MulticastRateControlDLF抑制/DestinationLookupFailure幀長(zhǎng)度流量統(tǒng)計(jì)L2PORTBRIDGEIPGPORT功能自動(dòng)協(xié)商（一）目前存在的以太網(wǎng)運(yùn)行情況有多種組合，如果按照實(shí)際情況配置，非常不方便，通過自動(dòng)協(xié)商，可以讓局域網(wǎng)設(shè)備自動(dòng)配置運(yùn)行方式，避免復(fù)雜的手工配置。雙工方式運(yùn)行速率全雙工半雙工10M100M1000M10G7種組合PORT功能自動(dòng)協(xié)商（二）雙絞線物理鏈路在空閑的時(shí)候以周期16ms發(fā)送脈沖，如果在這16ms中間插入周期更小1.6ms的脈沖，兩端設(shè)備也能夠辨認(rèn)。于是，我們可以使用1.6ms的脈沖來攜帶自動(dòng)協(xié)商信息。自動(dòng)協(xié)商實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)16ms每個(gè)大脈沖插入16小脈沖PORT功能自動(dòng)協(xié)商（三）系統(tǒng)加電的時(shí)候，檢測(cè)自動(dòng)協(xié)商標(biāo)志，如果允許，則從配置寄存器讀出支持模式標(biāo)志，編碼后通過空閑脈沖發(fā)送出去。發(fā)送出去的編碼格式稱為基頁。如果接收到對(duì)方的基頁，則跟自

己發(fā)送的基頁比較，找出支持能力的交集，選取最優(yōu)組合運(yùn)行。編碼支持能力雙工模式運(yùn)行速率流量控制…...101001010111000101001101010101…...PORT功能自動(dòng)協(xié)商（四）根據(jù)通常情況下運(yùn)行效率最好的原則選擇最優(yōu)組合。在本例中，交換機(jī)和PC將以100M全雙工模式運(yùn)行。協(xié)商原則運(yùn)行速率雙工模式100M10M全雙工半雙工運(yùn)行速率雙工模式100M10M全雙工半雙工100M，全雙工PORT功能思考圖中，兩個(gè)以太網(wǎng)交換機(jī)安裝了百兆以太網(wǎng)接口卡，但其中A交換機(jī)不支持自動(dòng)協(xié)商功能，它的工作模式固定為：1.全雙工模式請(qǐng)問，在交換機(jī)B上做怎樣的配置，才能使兩交換機(jī)正確建立千兆以太網(wǎng)通信鏈路？LSWALSWBPORT功能自動(dòng)協(xié)商（五）MDI/MDIXMediaDependentInterfaceMDI:平行線,白黃黃白綠藍(lán)白蘭綠白棕棕另一端同樣如此.MDIX:交叉線,另一端的1和3,2和6對(duì)調(diào).這樣就成了交叉線.typedefenum_shr_port_mdix_e{_SHR_PORT_MDIX_AUTO,_SHR_PORT_MDIX_FORCE_AUTO,_SHR_PORT_MDIX_NORMAL,_SHR_PORT_MDIX_XOVER,_SHR_PORT_MDIX_COUNT/*last,please*/}_shr_port_mdix_t;PORT功能光電切換為了節(jié)省成本,同時(shí)也為了市場(chǎng)占有率.一此PHY是可以支持光口,也支持電口.那么這個(gè)怎么用呢?PORT功能電口光口光電復(fù)用示意圖光模塊信息讀取Two-wireinterfaceID:DataFields–AddressA0hSuchas:VendornameSFPvendorname(ASCII)VendorOUISFPvendorIEEEcompanyIDVendorPNPartnumberprovidedbySFPvendor(ASCII)PORT功能DigitalDiagnosticMonitorTwo-wireinterfaceID:DataFields–AddressA0hSuchas:VoltageHighAlarmVoltageLowAlarmVoltageHighWarningVoltageLowWarningCurrent,Rxpower,Txpower,TemperaturePORT功能cablediagnostic線路診斷分析測(cè)試功能，可以檢測(cè)線路和線路連接是否異常，并能準(zhǔn)確定位到Cable發(fā)生故障的位置，方便網(wǎng)絡(luò)管理和故障定位?？焖僖蕴W(wǎng)電口和千兆以太網(wǎng)電口均使用網(wǎng)線連接到其他設(shè)備。網(wǎng)線中有四對(duì)雙絞線，其中快速以太網(wǎng)電口使用1-2、3-6兩對(duì)雙絞線，千兆以太網(wǎng)電口使用1-2、3-6、4-5、7-8全部四對(duì)雙絞線。線路檢測(cè)可以檢測(cè)到每一對(duì)雙絞線的狀態(tài)，線路狀態(tài)包括以下幾種：1． Open：線路短路2． Short：線路開路3． Mismatch：線路阻抗不匹配4． Good：線路正常5． Broken：線路開路或短路6． Unknown：未知或沒有檢測(cè)出結(jié)果7． Fail：檢測(cè)失敗如果線路故障，測(cè)試結(jié)果輸出線路故障的位置；如果線路正常，則輸出正常線路的大致長(zhǎng)度。PORT功能POEPOE(PowerOverEthernet)指的是在現(xiàn)有的以太網(wǎng)Cat.5布線基礎(chǔ)架構(gòu)不作做何改動(dòng)的情況下，在為一些基于IP的終端（如IP電話機(jī)、無線局域網(wǎng)接入點(diǎn)AP、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等）傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的同時(shí)，還能為此類設(shè)備提供直流供電的技術(shù)。POE技術(shù)能在確保現(xiàn)有結(jié)構(gòu)化布線安全的同時(shí)保證現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)作，最大限度地降低成本。POE的兩種供電方法:中間跨接法Mid–Span:使用以太網(wǎng)電纜中沒有被使用的空閑線對(duì)來傳輸直流電.末端跨接法End-Span:是在傳輸數(shù)據(jù)所用的芯線上同時(shí)傳輸直流電,其輸電采用與以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號(hào)不同的頻率。PORT功能流量控制在GE模式下，數(shù)據(jù)突發(fā)量非常大，如果不采取適當(dāng)措施，可能大量的丟數(shù)據(jù)包。流量控制：1.數(shù)據(jù)接收端發(fā)現(xiàn)接收緩沖區(qū)快用完，向?qū)Χ税l(fā)送PAUSE幀；2.對(duì)端接收到PAUSE幀后暫停發(fā)送，暫停時(shí)間由PAUSE幀指定；3.如果在PAUSE指定的時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)處理完，則發(fā)送延遲為0的PAUSE幀，對(duì)方收到后馬上恢復(fù)發(fā)送。流量控制方式：1.對(duì)稱2.不對(duì)稱大量數(shù)據(jù)PAUSE幀PORT功能RateControl廣播抑制/組播抑制/DLF抑制,在同一款芯片上,三種實(shí)現(xiàn)方式相同.但不同的芯片實(shí)現(xiàn)方式不同.PORT功能100M/sDLF100M/sBCABCpcApcBpcC1.為什么抑制?2.如何來抑制?L2PORTBRIDGEPORT功能IPGPORT功能IEEE802.3關(guān)于幀間隔的說明:“1.4.147Inter-PacketGap(IPG):AdelayortimegapbetweenCSMA/CDpacketsintendedtoprovideinterframerecoverytimeforotherCSMA/CDsublayersandforthePhysicalMedium.(SeeIEEE802.3,.1and.2.)Forexample,for10BASE-T,theIPGis9.6μs(96bittimes);for100BASE-T,theIPGis0.96μs(96bittimes)”1.是否可設(shè)?2.應(yīng)用小技巧:問題:如何去計(jì)算特定帶寬下,特定幀長(zhǎng)時(shí),發(fā)送的字節(jié)數(shù)?L2PORTBRIDGEPORT功能PHY介紹作用:寄存器說明:IEEE標(biāo)準(zhǔn)只定義32寄存器,各廠商都對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了擴(kuò)展.大多采用shadow寄存器,或者page寄存器的方式.PHY介紹作用:寄存器說明:IEEE標(biāo)準(zhǔn)只定義32寄存器,各廠商都對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了擴(kuò)展.大多采用shadow寄存器,或者page寄存器的方式.常見于:Broadcomshadow方式.Marvellpage方式.以下以MarvellPHY1112為例,作簡(jiǎn)單介紹:1.ControlRegisterPHY介紹Bit15:ResetBit14:InternalLoopbackBit13:SpeedSelection(LSB)Bit12:Auto-NegotiationEnableBit11:PowerDownBit10:IsolateBit9:RestartAuto-NegotiationBit8:DuplexModeBit7:CollisionTestEnableBit6:SpeedSelection(MSB)Bit5-0:ReservedPHY介紹2.STATUS3.PHYIDENTIFIER_14.PHYIDENTIFIER_25.AUTO-NEGOTIATIONADVERTISEMENT6.Auto-NegotiationLinkPartnerAbilityRegister..9.1000BASE-TControlRegister10.1000BASE-TStatusRegister作用:同步PHY與MAC之間的狀態(tài)提供link事情維護(hù)PHY的一些狀態(tài)硬件掃描:軟件掃描:linkScantypedefstructls_cntl_s{char lc_taskname[16];sal_mutex_tlc_lock;/*Synchronization*/pbmp_tlc_pbm_hw;/*Hardwarelinkscanports*/pbmp_tlc_pbm_sw;/*Softwarelink