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前言
Interface 状态
Interface 类别
Description
Maximum Transmission Unit 最大传输单位
Bandwidth 频宽
Delay 迟缓
Reliability, Txload, Rxload
传输方式
  Simplex 单工
  Half Duplex 半双工
  Full Duplex 全双工
Speed 介面速度
Media Type
QoS 资讯
Counters 计数器

前言

今次写一个比较入门的课题,就是网络设备上的 Interface 设定。理论不多,主要以介绍一些学习网络时会遇到的名词为主。我们就从 show interface入手,看看 Interface 上有什麽参数。

请按 ⬇️  查看说明。

SW1#show interfaces fastEthernet 1/0/1 
FastEthernet1/0/1 is up, line protocol is up (connected) 1⃣️ ⬇️ Hardware is Fast Ethernet, address is 0016.468f.c383 (bia 0016.468f.c383) 2⃣️ ⬇️ Description: Management 3⃣️ ⬇️ MTU 1500 bytes 4⃣️ ⬇️, BW 100000 Kbit 5⃣️ ⬇️, DLY 100 usec 6⃣️ ⬇️,
reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255 7⃣️ ⬇️ Encapsulation ARPA, loopback not set Keepalive set (10 sec) Full-duplex 8⃣️ ⬇️, 100Mb/s 9⃣️ ⬇️, media type is 10/100BaseTX 1⃣️0⃣️ ⬇️ input flow-control is off, output flow-control is unsupported 1⃣️1⃣️ ⬇️ ARP type: ARPA, ARP Timeout 04:00:00
Last input never, output 00:00:00, output hang never Last clearing of "show interface" counters never Input queue: 0/75/0/0 (size/max/drops/flushes); Total output drops: 0 Queueing strategy: fifo
Output queue: 0/40 (size/max) 5 minute input rate 1000 bits/sec, 2 packets/sec 1⃣️2⃣️ ⬇️ 5 minute output rate 1000 bits/sec, 2 packets/sec 457 packets input, 37444 bytes, 0 no buffer Received 94 broadcasts (0 multicasts) 0 runts, 0 giants, 0 throttles 0 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored 0 watchdog, 69 multicast, 0 pause input 0 input packets with dribble condition detected 1095 packets output, 87569 bytes, 0 underruns 0 output errors, 0 collisions, 1 interface resets 0 babbles, 0 late collision, 0 deferred 0 lost carrier, 0 no carrier, 0 PAUSE output 0 output buffer failures, 0 output buffers swapped out

1⃣️ Interface 状态

这是 Interface 现时的 Layer 1 (L1) 与 Layer 2 (L2) 的状态,FastEthernet1/0/1 is up 表示 L1 运作正常,line protocol is up 表示 L2 运作无误。如果两个 Layer 状态都是 Up 的话,我们可以很专业地跟人家说这个 Interface 是「Up Up」的,我们可以用 shutdown 来把 Interface 关掉,用 no shutdown 把 Interface 开启。

SW1(config)#int fastEthernet 1/0/15
SW1(config-if)#shutdown
SW1(config)#int fastEthernet 1/0/15
SW1(config-if)#no shutdown

如果 L1 不能 Up 就要检查网络线和接头,如果 L1 Up 而 L2 不能 Up 就很难说,网络线和 L2 Protocol 设定都要检查。

2⃣️ Interface 类别

就是这 Interface 是 Fast Ethernet 还是 Gigabit Ethernet 什麽的。留意如果是 VLAN Interface 的话会显示 EtherSVI,SVI 即是 Switched Virtual Interface 的意思。後面那一串当然是 Interface 的 MAC Address。

3⃣️ Description

用来写上关於这个 Interface 资讯,通常会写这个 Interface 接驳著什麽 Host 或者 Switch 方便管理。更改 description 的方法如下。

SW1(config)#int gigabitEthernet 1/0/1
SW1(config-if)#description Connect to Internet

SW1#show interfaces gigabitEthernet 1/0/1
GigabitEthernet1/0/1 is administratively down, line protocol is down (disabled)
Hardware is Gigabit Ethernet, address is 0016.468f.c381 (bia 0016.468f.c381)
Description: Connect to Internet
MTU 1500 bytes, BW 10000 Kbit, DLY 1000 usec,
reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255

4⃣️ Maximum Transmission Unit 最大传输单位

MTU 是 Maximum Transmission Unit 的缩写,话说在古代网络世界里,网络连接很多时都是 Shared Media,例如用 Hubs 接驳多台电脑。但 Hubs 的运作跟 Switch 不同,Hubs 同一时间只容许一台电脑传送,而且当时传送速度不高,为了避免一台电脑长时间占用了网络,就有了最大传输单位 (MTU),如果要传送的讯息大於 MTU,Host 就要把讯息切割成小於 MTU 设定的小块分开传送,MTU 值通常预设在 1500 Bytes。举例:Host A 想传送 4000 Bytes 的资料,会把 4000 Bytes 分割成两个 1500 Bytes 和一个 1000 Bytes 的小块来传送。一般情况下,我们不会更改 MTU。

如把 MTU 设得过大,中间遇到不支援的设备,讯息就被丢弃。相反如果设定太小,就会造成浪费频宽,因为网络设备或 Host 把 L2 Frame 传送出去时,都需要加入目的地 MAC Address 和用作 Error Checking 的检查码,把资讯打包起来才送出去。这些用来打包的东西加起来总共有 18 Bytes。如果把 MTU 设定太少就增加了打包的次数,而浪费频宽了。

经过深思熟虑後觉得还是要更改 MTU 吗?可用以下指令。但需要重开 Switch 才生效。

SW1(config)#system mtu ?
MTU size in bytes
jumbo Set Jumbo MTU value for GigabitEthernet or TenGigabitEthernet
interfaces
routing Set the Routing MTU for the system

SW1(config)#system mtu 1700
Changes to the system MTU will not take effect until the next reload is done
SW1(config)#end
SW1#wri mem
Building configuration...
[OK]
TEST1#reload
Proceed with reload? [confirm]
SW1#reload

SW1#show interfaces fastEthernet 1/0/1
FastEthernet1/0/1 is up, line protocol is up (connected)
Hardware is Fast Ethernet, address is 0014.1c0e.4383 (bia 0014.1c0e.4383)
MTU 1700 bytes, BW 100000 Kbit, DLY 100 usec,
reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255
Encapsulation ARPA, loopback not set

5⃣️ Bandwidth 频宽

BW 很明显就是 Bandwidth 的意思吧。可以用 Bandwidth 指令去更改。

SW1(config-if)#bandwidth ?
Bandwidth in kilobits
inherit Specify how bandwidth is inherited

SW1(config-if)#bandwidth 50000

但留意留意留意!在这里更改的 Bandwidth 并没有真正把 Interface 的传输频宽更改了!此数值只用作给 Routing Protocol 和 STP 等用来计算 Cost 之用。

6⃣️ Delay 迟缓

DLY 代表 Interface 的 Delay 值,跟 Bandwidth 不同但有著莫大关係,你可以幻想一下,如果网络线是一条队道,Data 是车辆,Bandwidth 就是这条队道每秒可以让多少辆车通过,而 Delay 就是车辆要行多久才走完这条队道。例如香港红磡海底队道就是一条 Delay 小 (如果不塞车的话,基本上 1 分钟就走完了),可惜 BW 也很小的队道,成为香港人的 EQ 试炼场。😡

interface

留意留意留意!把 Delay 改小传输并不会真的加快了,同样只是给 Protocol 用来计 Cost。可用以下指令设定 delay 值。

SW1(config-if)#delay ?
Throughput delay (tens of microseconds)

SW1(config-if)#delay 5000

7⃣️ Reliability, Txload, Rxload

Reliability,Txload 和 Rxload 同样用作计 Cost,例如 EIGRP 会使用到这些值去计算出 Metric。如想了解可查看:Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP) 增强型内部网关路由协定

8⃣️ 传输方式

这是读网络不可不知的概念,3 种传输方式分别是:Simplex 单工、Half Duplex 半双工和 Full Duplex 全双工。

Simplex 单工

单工传输就是单向的传输,一边是发出讯号,另一边只有接收信号。例如透过大气电波接收的电视讯号就是单工,由电视台发出讯号,电视机透过天线接收。TVB 播什麽你看什麽,就算觉得剧情烂到要说髒话也无法把髒话回传给电视台编剧。

Half Duplex 半双工

半双工则是有来有往的,不过同一时间只能有一个方向的传输发生。对讲机 (Walkie-talkie) 是一个很好的例子,当你要说话时要按机上的按钮占据频道,说完就放手等待对方回覆。

Full Duplex 全双工

全双工则是同一时间支援收发。现代的电话系统都是全双工,当你和女朋友在电话吵架时,无论你在说什麽,她也同时在另一边不断的责骂,此时你就知道全双工系统运作正常。

Cisco 设备没有单工设定,duplex 预设是 auto,如想手动在 Half Duplex 和 Full Duplex 中作出选择,可用以下指令。

SW1(config-if)#duplex ?
auto Enable AUTO duplex configuration
full Force full duplex operation
half Force half-duplex operation

SW1(config-if)#duplex full 

9⃣️ Speed 介面速度

Speed 就是 Interface 把 Data 送上网络线的速度,由 10、100、1000 或更高速都有,视乎 Interface 的种类。预设是 auto,可用以下指令更改。

SW1(config-if)#speed ?
10 Force 10 Mbps operation
100 Force 100 Mbps operation
auto Enable AUTO speed configuration

SW1(config-if)#speed 10

1⃣️0⃣️ Media Type

Media Type 的种类超级多,幸好是不用做设定的,不过趁机认识一下也相当有趣。我们经常在产品目录上看到的 100BASE-T、1000BASE-CX 等等到底是什麽意思呢?

BASE 前面的数字当然就是指 Bandwidth。现时比较普遍的有以下几款。

频宽全名例子
10 Ethernet 10BASE-F
100 Fast Ethernet 100BASE-T
1000 Gigabit Ethernet 1000BASE-X
10G 10 Gigabit Ethernet 10GBASE-SR
40G 40 Gigabit Ethernet 40GBASE-T
100G 100 Gigabit Ethernet 100GBASE-ZR

至於 Base 後面的字母就複杂得多了。第一个字母代表网络线种类。

字母种类详细
T Twisted-Pair Cable 即我们很常使用的双绞线,长度 < 100 公尺
K Copper Backplane  
C Balanced Copper Cable  
F Optical Fiber Cable  
B Two wavelengths over a Single Optical Cable  
S Short-range multi-mode Optical Cable 长度 < 100 公尺
L Long-range Single / Multi-mode Optical Cable 100 公尺 至 10 公里
E Extended-range Optical Cable 10 公里 至 40 公里
Z High wavelength over Long-range Single-mode cable  

而第二个字母则代表 Coding Scheme 编码方案,原来把二进位讯息送上网络线之前需要做一些编码,去确保送出和接收都正确无误,Coding Scheme 就是编码的方法。不过这已经超出网络工程师的範畴了,在此只能作简单介绍,详细就留给电讯工程师学习吧。

字母解释
X  4B/5B Block Coding 或 8B/10B Block Coding
R  64B/66B Block Coding

1⃣️1⃣️ QoS 资讯

这些是关於这个 Interface 的 QoS (Quality of Service) 设定,日後在讨论 QoS 的课题时再详细述之。

1⃣️2⃣️ Counters 计数器

最後面一大堆的数字就是 Counters,记录著这个 Interface 由开机至今所有的流量数据。特别想说的是在 Troubleshooting 时会比较留意 errors 和 CRC 的数字,如果不断上升的话,很多时是 L1 出了问题,如有此情况就要把网络线测试一下了。

有时我们想把数据重设来判断问题是否已经解决了,可用以下指令。

SW1#clear counters gigabitEthernet 1/0/1
Clear "show interface" counters on this interface [confirm]