以太網PORT功能交流趙邦銀日期：Thursday,February2,2023主要內容:背景知識介紹PORT主要功能介紹PHY的簡單介紹BCMlinkScan介紹OSI與TCP/IP體系結構的比較

應用層運輸層網絡層表示層會話層數據鏈路層物理層7654321OSI的體系結構應用層網絡接口層網際層IP(各種應用層協議如TELNET,FTP,SMTP等)運輸層(TCP

或

UDP)TCP/IP的體系結構無連接分組交付服務運輸服務(可靠或不可靠)各種應用服務TCP/IP

的三個服務層次背景知識五層協議的體系結構

TCP/IP是四層的體系結構：應用層、運輸層、網際層和網絡接口層。最下面的網絡接口層并沒有具體內容。因此往往采取折中的辦法，即綜合

OSI和

TCP/IP

的優點，采用一種只有五層協議的體系結構。背景知識五層協議的體系結構

應用層(applicationlayer)運輸層(transportlayer)網絡層(networklayer)數據鏈路層(datalinklayer)物理層(physicallayer)數據鏈路層5應用層4運輸層3網絡層2數據鏈路層1物理層背景知識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：接收數據線發送數據線接收數據指示發送數據指示載波偵聽沖突發生MAC子層——半雙工MAC（CSMA/CD）HalfDuplexMACPhysical_Layer數據線指示信號沖突和檢測信號背景知識全雙工MAC跟物理層之間至少有四種信號：接收數據線發送數據線接收數據指示發送數據指示MAC子層——全雙工MACHalfDuplexMACPhysical_Layer數據線指示信號MAC層與物理層連接背景知識幾種以太網幀:EthernetV1：由Xerox公司創建.后來在1980年由DEC，Intel和Xerox標準化形成EthernetV1標準.EthernetV2(ARPA)：

由DEC，Intel和Xerox在1982年公布其標準，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出現后迅速取代EthernetV1成為以太網事實標準；IEEE802.3/802.2LLC:IEEE802.3/802.2SNAP：背景知識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度跟IEEE802.3完全兼容.以太網的事實標準.背景知識物理層標準:10BASE210BASE510BASE-T100BASE-TX運行在兩對五類雙絞線上的快速以太網100BASE-T2運行在2對三類雙絞線上的快速以太網100BASE-T4運行在四對三類雙絞線上的快速以太網100BASE-FX運行在光纖上的快速以太網光纖類型可單模可多模1000BASE-SX多模光纖,S指發出的光信號是短波長的形式1000BASE-LX單模光纖L指發出的光信號是長波長的形式1000BASE-CX運行在同軸電纜上的1000M以太網1000BASE-TX背景知識10GBase-SR局域網300米850nm多模光纖10GBase-LR局域網10公里1310nm單模光纖10GBase-ER局域網40公里1550nm單模光纖10GBase-SW廣域網300米850nm多模光纖10GBase-LW廣域網10公里1310nm單模光纖10GBase-EW廣域網40公里1550nm單模光纖背景知識PORT功能一.基本功能:速率/speed雙工模式/halforfullduplex自協商/autonegotiation宣告能力/autonegotiationAdvertisement使能/enableLinkstatusMDI/MDIXmaster/slave二.擴展功能:光電切換光模塊信息讀取DigitalDiagnosticMonitorVirtualCableTester/cablediagnosticPOEPORT功能二.基于MAC實現的功能:流量控制/flowcontrol廣播抑制/BroadcastRateControl組播抑制/MulticastRateControlDLF抑制/DestinationLookupFailure幀長度流量統計L2PORTBRIDGEIPGPORT功能自動協商（一）目前存在的以太網運行情況有多種組合，如果按照實際情況配置，非常不方便，通過自動協商，可以讓局域網設備自動配置運行方式，避免復雜的手工配置。雙工方式運行速率全雙工半雙工10M100M1000M10G7種組合PORT功能自動協商（二）雙絞線物理鏈路在空閑的時候以周期16ms發送脈沖，如果在這16ms中間插入周期更小1.6ms的脈沖，兩端設備也能夠辨認。于是，我們可以使用1.6ms的脈沖來攜帶自動協商信息。自動協商實現基礎16ms每個大脈沖插入16小脈沖PORT功能自動協商（三）系統加電的時候，檢測自動協商標志，如果允許，則從配置寄存器讀出支持模式標志，編碼后通過空閑脈沖發送出去。發送出去的編碼格式稱為基頁。如果接收到對方的基頁，則跟自

己發送的基頁比較，找出支持能力的交集，選取最優組合運行。編碼支持能力雙工模式運行速率流量控制…...101001010111000101001101010101…...PORT功能自動協商（四）根據通常情況下運行效率最好的原則選擇最優組合。在本例中，交換機和PC將以100M全雙工模式運行。協商原則運行速率雙工模式100M10M全雙工半雙工運行速率雙工模式100M10M全雙工半雙工100M，全雙工PORT功能思考圖中，兩個以太網交換機安裝了百兆以太網接口卡，但其中A交換機不支持自動協商功能，它的工作模式固定為：1.全雙工模式請問，在交換機B上做怎樣的配置，才能使兩交換機正確建立千兆以太網通信鏈路？LSWALSWBPORT功能自動協商（五）MDI/MDIXMediaDependentInterfaceMDI:平行線,白黃黃白綠藍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對調.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省成本,同時也為了市場占有率.一此PHY是可以支持光口,也支持電口.那么這個怎么用呢?PORT功能電口光口光電復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線路診斷分析測試功能，可以檢測線路和線路連接是否異常，并能準確定位到Cable發生故障的位置，方便網絡管理和故障定位。快速以太網電口和千兆以太網電口均使用網線連接到其他設備。網線中有四對雙絞線，其中快速以太網電口使用1-2、3-6兩對雙絞線，千兆以太網電口使用1-2、3-6、4-5、7-8全部四對雙絞線。線路檢測可以檢測到每一對雙絞線的狀態，線路狀態包括以下幾種：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：未知或沒有檢測出結果7． Fail：檢測失敗如果線路故障，測試結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度。PORT功能POEPOE(PowerOverEthernet)指的是在現有的以太網Cat.5布線基礎架構不作做何改動的情況下，在為一些基于IP的終端（如IP電話機、無線局域網接入點AP、網絡攝像機等）傳輸數據信號的同時，還能為此類設備提供直流供電的技術。POE技術能在確保現有結構化布線安全的同時保證現有網絡的正常運作，最大限度地降低成本。POE的兩種供電方法:中間跨接法Mid–Span:使用以太網電纜中沒有被使用的空閑線對來傳輸直流電.末端跨接法End-Span:是在傳輸數據所用的芯線上同時傳輸直流電,其輸電采用與以太網數據信號不同的頻率。PORT功能流量控制在GE模式下，數據突發量非常大，如果不采取適當措施，可能大量的丟數據包。流量控制：1.數據接收端發現接收緩沖區快用完，向對端發送PAUSE幀；2.對端接收到PAUSE幀后暫停發送，暫停時間由PAUSE幀指定；3.如果在PAUSE指定的時間內數據處理完，則發送延遲為0的PAUSE幀，對方收到后馬上恢復發送。流量控制方式：1.對稱2.不對稱大量數據PAUSE幀PORT功能RateControl廣播抑制/組播抑制/DLF抑制,在同一款芯片上,三種實現方式相同.但不同的芯片實現方式不同.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?2.應用小技巧:問題:如何去計算特定帶寬下,特定幀長時,發送的字節數?L2PORTBRIDGEPORT功能PHY介紹作用:寄存器說明:IEEE標準只定義32寄存器,各廠商都對標準進行了擴展.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標準只定義32寄存器,各廠商都對標準進行了擴展.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之間的狀態提供link事情維護PHY的一些狀態硬件掃描: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