Bekabeling, Ethernet en switching

Vier getwiste aderparen dragen signalen door een gebruikelijke Ethernetkabel. Elke ontvanger leest het verschil tussen twee draden. Door de twisting worden beide draden aan vergelijkbare ruis van buitenaf blootgesteld, die bij die vergelijking grotendeels wegvalt. Verschillende twistgraden verminderen overspraak, waarbij het signaal van het ene paar op een ander overslaat. Demping is signaalverlies over afstand; EMI is elektrische ruis van buitenaf, afkomstig van bronnen zoals motoren en voedingskabels.

Lees de categorie- en afschermingsaanduidingen

Cat3, getest tot 16 MHz, werd gebruikt voor oudere netwerken van 10 Mbit/s en telefoonbekabeling. Op 100 m vereist 5GBASE-T Cat6 of beter; een bestaande Cat5e-installatie moet worden beoordeeld voordat die op 5 Gbit/s wordt gebruikt. Het kortere bereik van Cat6 bij 10 Gbit/s hangt ook af van overspraak van naburige kabels. Gebruik Cat6A voor een nieuwe installatie van 100 m en 10 Gbit/s.

De afschermingsnotatie beschrijft de hele kabel vóór de schuine streep en elk paar erna. U/UTP heeft geen afscherming. F/UTP heeft folie om alle paren samen. S/FTP heeft een algeheel vlechtwerk en folie om afzonderlijke paren. Afgeschermde connectoren en een geaard patchpaneel houden de afscherming ononderbroken; onafgeschermde aansluitbussen onderbreken dat systeem.

Tel het volledige kanaal mee

De gebruikelijke kantoorlimiet is een kanaal van 100 m: maximaal 90 m geïnstalleerde permanente verbinding plus in totaal 10 m patchkabels. Een vaste kabel van 70 m met kabels van 3 m en 5 m vormt samen 78 m. Een route van 115 m vereist een dichterbij gelegen switchlocatie of glasvezel. Het Cat8-ontwerp voor 25/40 Gbit/s heeft een korter kanaal van 30 m en een permanente verbinding van 24 m.

Kies voor een route van 80 m die later 10 Gbit/s moet dragen overal Cat6A. De kabel, aansluitbussen, het paneel en de patchkabels moeten allemaal geschikt zijn voor die categorie. Eén Cat5e-aansluitbus beperkt een verder Cat6A-kanaal op zijn best tot Cat5e-prestaties. Een hogere categorie ondersteunt toepassingen met lagere snelheden, maar brengt extra kosten met zich mee en is vaak dikker.

Gebruik massieve aders voor vaste gebouwbekabeling en soepele aders voor flexibele patchkabels. Monteer stekkers die voor dat adertype zijn ontworpen; een slecht contact kan kort werken en bij beweging uitvallen. De Ethernetconnector heet meestal RJ45, een connector met 8 posities en 8 contacten. De kleinere RJ11-telefoonstekker biedt geen Ethernetverbinding.

Herken andere koperverbindingen

Coax heeft een middengeleider, diëlektricum, afscherming en mantel. RG-6 en RG-59 zijn kabels van 75 Ω voor kabeldiensten en videoverbindingen; RG-6 gebruikt vaak een opschroefbare F-connector. Het oudere 10BASE2 gebruikte RG-58 van 50 Ω en BNC-bajonetconnectoren. Nieuw geschakeld kantoor-Ethernet gebruikt getwiste aderparen of glasvezel. Een DAC is twinaxiale koperkabel met gemonteerde transceiveruiteinden: een goedkope keuze met laag energieverbruik voor verbindingen in racks, waarbij passieve versies doorgaans ongeveer 5 m halen.

De mantel moet ook de juiste brandklasse hebben. Amerikaanse aanduidingen zijn onder meer CMP voor luchtbehandelingsruimten, CMR voor verticale schachten en CM voor algemeen gebruik. CMP mag CMR vervangen; andersom is niet toegestaan. Installaties in de EU gebruiken CPR-Euroklassen zoals Eca, Dca, Cca en B2ca, met aanvullende classificaties voor rook, druppels en zuurgraad. LSZH beschrijft rookarme, halogeenvrije manteleigenschappen; het vervangt niet de brandklasse die de ruimte vereist.

Een glasvezel transporteert licht door een glazen kern, omgeven door mantelglas. De lagere brekingsindex van het mantelglas houdt het geleide licht door totale interne reflectie in de kern. Coatings, buffers, versteviging en de mantel beschermen het glas. De aanduiding 50/125 beschrijft een kern van 50 µm en mantelglas van 125 µm, niet de buitendiameter van de kabel.

Vergelijk de twee glasvezelfamilies

In multimodeglasvezel volgt licht veel paden. Verschillende aankomsttijden spreiden een puls: modale dispersie. OM1 heeft een kern van 62,5 µm; OM2 tot en met OM5 gebruiken kernen van 50 µm. OM3 en OM4 zijn geoptimaliseerd voor lasers. OM5 ondersteunt breedbandtoepassingen tussen 850 en 950 nm. Voor 10GBASE-SR haalt OM3 300 m en OM4 400 m; OM1 en OM2 halen slechts enkele tientallen meters.

Singlemodeglasvezel ondersteunt één modus en heeft dus geen modale dispersie. OS1 wordt vooral binnen gebruikt; OS2 is glasvezel met lage demping voor buiten en langere routes. Met geschikte optiek haalt 10GBASE-LR 10 km bij 1310 nm en 10GBASE-ER 40 km bij 1550 nm. Het vezeltype en de optiek bepalen samen het bereik: singlemodeglas alleen maakt van een SR-module geen verbinding voor lange afstanden.

Glasvezel is ongevoelig voor EMI en geleidt geen elektriciteit tussen gebouwen. Zo wordt een koperen signaalpad tussen verschillende aardpotentialen vermeden. Het grote bereik is geschikt voor backbones, maar installatie vereist specialistisch gereedschap en schone aansluitingen. Glas kan door trekken of buigen beschadigd raken, beide uiteinden hebben geschikte optiek nodig en de vezel zelf kan geen PoE leveren.

Doorloop de keuzes

Twee gebouwen op 1,2 km afstand hebben een verbinding van 10 Gbit/s nodig. SR-optiek op OM4 komt niet verder dan 400 m, dus kies singlemode met LR-optiek. Tussen racks op 70 m afstand is OM3 of OM4 met SR-optiek geschikt. Voor switches op 2 m afstand in één rack is een compatibele DAC vaak de voordelige keuze. Voor een backbone van 150 m ondersteunt OM4 nu 10 Gbit/s, terwijl singlemode meer ruimte biedt voor toekomstige veranderingen.

Mantelkleuren helpen de voorraad te herkennen: geel voor singlemode, oranje voor OM1/OM2, aquablauw voor OM3 en vaak OM4, violet voor OM4 op veel locaties en limoengroen voor OM5. Controleer de opgedrukte klasse. Stem de backbone, patchkabels en beide optische modules op elkaar af; het combineren van vezels van 50 µm en 62,5 µm geeft extra demping.

Verbind de richtingen en werk veilig

Een gebruikelijke duplexverbinding gebruikt twee vezels: elke zender bereikt de ontvanger aan de andere kant. BiDi-optiek gebruikt één vezel en aanvullende golflengtes. Een uiteinde dat zendt op 1270 nm en ontvangt op 1330 nm heeft een partner nodig die zendt op 1330 nm en ontvangt op 1270 nm.

Infraroodlicht in netwerken is onzichtbaar. Kijk nooit in een vezel of open optische poort; controleer vóór inspectie met een optische vermogensmeter of de vezel geen licht uitzendt en gebruik een video-inspectiemicroscoop. Draag een veiligheidsbril bij het knippen van glasvezel, verzamel glasrestjes in een gemarkeerde bak en houd eten en drinken weg van de werkplek.

De naam van een fysieke Ethernetstandaard vertelt welk soort verbinding die beschrijft. In 1000BASE-T betekent 1000: 1.000 Mbit/s, BASE betekent basisbandsignalering en T staat voor getwiste aderparen. De letters beschrijven een fysieke interface, niet het VLAN of IP-adres dat daarop wordt gebruikt.

Koppel de standaard aan het medium

S duidt optiek met een korte golflengte aan; L een lange golflengte; E een groter bereik. Ook een getal aan het einde voor het aantal banen is van belang: 40GBASE-SR4 gebruikt vier banen van 10 Gbit/s en acht vezels via een MPO-connector. Een bestaande Cat5e-verbinding moet worden beoordeeld voor 5GBASE-T en een korter Cat6-kanaal voor 10GBASE-T.

Kies modules die de poorten ondersteunen

Een transceiver zendt en ontvangt signalen. Veelgebruikte insteekbare vormen zijn SFP voor 1 Gbit/s, SFP+ voor 10 Gbit/s, SFP28 voor 25 Gbit/s, QSFP+ voor 40 Gbit/s en QSFP28 voor 100 Gbit/s. De laatste twee gebruiken vier banen. De houder en de switch moeten de module en snelheid ondersteunen. Veel SFP+-poorten accepteren SFP's van 1 Gbit/s; een SFP-poort van 1 Gbit/s kan een module van 10 Gbit/s niet op volle snelheid laten werken.

Een geschikte SFP+-poort kan SR-, LR-, koper- of DAC-opties accepteren, elk met een ander medium en bereik. Controleer naast de vormfactor ook de compatibiliteitslijst van de leverancier. Een Fibre Channel-SFP voor een opslagnetwerk kan er hetzelfde uitzien als een Ethernet-SFP, maar vervoert een ander protocol.

Stem bij een gewone duplexverbinding over glasvezel de Ethernetstandaard aan beide uiteinden op elkaar af. SR en LR zijn beide 10 Gbit/s, maar SR verwacht multimode van 850 nm en LR singlemode van 1310 nm. Samen vormen ze geen compatibel paar. BiDi is een bijzonder geval: de zend- en ontvangstgolflengtes moeten op elkaar aansluiten.

Controleer het pad met vermogensmetingen

dBm is het absolute optische vermogen ten opzichte van 1 mW: 0 dBm is 1 mW, ongeveer −3 dBm is 0,5 mW en −10 dBm is 0,1 mW. dB beschrijft een verhouding of demping. Trek de paddemping in dB af van het zendvermogen in dBm om het ontvangstvermogen te vinden.

Een zender zendt −2 dBm uit en het pad verliest 3,5 dB. Het ontvangstvermogen is −5,5 dBm. Een ontvanger met een gevoeligheidsgrens van −14 dBm heeft 8,5 dB marge boven die ondergrens. Controleer ook het maximale ontvangstvermogen: optiek voor lange afstanden kan op een zeer korte verbinding een ontvanger overbelasten en een verzwakker nodig maken.

DOM, ook DDM genoemd, rapporteert waarden zoals temperatuur, spanning en optisch zend- en ontvangstvermogen. Op geschikte Cisco-apparatuur toont show interfaces transceiver deze waarden. Een laag ontvangstvermogen wijst op vuil, bochten, schade of een te grote lengte. Een mediaconverter verbindt verschillende media met dezelfde Ethernetsnelheid, zoals 1000BASE-T-koper met 1000BASE-LX-glasvezel. Moderne Ethernetverbindingen zijn punt-tot-punt; volduplex laat de twee verbonden apparaten tegelijk zenden.

Gestructureerde bekabeling geeft een gebouw een stabiele bekabelingsstructuur. Elke werkplekaansluiting loopt terug naar een patchpaneel in een hiërarchische ster. Korte patchkabels verbinden vervolgens paneelpoorten met switchpoorten. Als een gebruiker verhuist, verandert de patchverbinding zonder dat de massieve kabel in het gebouw wordt verstoord.

Volg het pad van provider naar bureau

De gebouwinvoer bevat binnenkomende kabels van de provider of het campusterrein en het overdrachtspunt tussen provider en klant. De MDF, de hoofdverdeler of hoofdapparatuurruimte, bevat centrale apparatuur. IDF's, of telecommunicatieruimten op de verdiepingen, bevatten accessswitches en patchpanelen dichter bij gebruikers. Backbonebekabeling verbindt deze ruimten en gebouwen, meestal met glasvezel. Horizontale bekabeling verbindt elk IDF-paneel met werkplekaansluitingen.

ANSI/TIA-568, ISO/IEC 11801 en EN 50173 definiëren gestructureerde bekabelingssystemen. TIA-569 en EN 50174 behandelen kabelroutes en installatie. Deze standaarden maken onderdelen en routes voorspelbaar voor toekomstige wijzigingen.

Meet routes en bepaal de omvang van de ruimte

Plaats IDF's op basis van de kabelroute, inclusief stijgingen, dalingen en servicelussen. Een plafondroute van 20,8 m plus een stijging van 2,0 m, een daling van 2,6 m en een servicelus van 3 m geeft een permanente verbinding van 28,4 m. De afstand in een rechte lijn op een plattegrond omvat deze delen niet. Houd de gebruikelijke permanente verbinding binnen 90 m en laat ruimte voor patchkabels binnen het kanaal van 100 m.

Een verdieping met 24 bureaus en twee aansluitingen per bureau heeft 48 kabels en paneelpoorten nodig. Twee panelen met 24 poorten nemen 2U in; een accessswitch met 48 poorten bedient ze. Een backbone met 12 vezels laat reservevezels over voor een tweede uplink en groei. Plaats glasvezelaansluitingen in een behuizing met adapters en lascassettes, zodat patchkabels niet aan de lassen trekken.

Racks gebruiken panelen van 482,6 mm breed en worden meestal 19-inch racks genoemd. Eén hoogte-eenheid, 1U, is 44,45 mm hoog; een gebruikelijk hoog rack is 42U. Plan naast de apparaathoogte ook kabelgeleiders en de luchtstroom van apparatuur. Stem de luchtinlaat en -uitlaat van switches af op de koude en warme zijden van de ruimte. Afsluitbare ruimten en kasten beschermen de apparatuur en patchverbindingen.

Bescherm de geïnstalleerde kabel

Houd voor UTP met vier paren een buigradius aan van minimaal vier keer de buitendiameter van de kabel. Een kabel van 6 mm heeft dus een radius van minimaal 24 mm nodig. Volg grotere buiglimieten van de fabrikant waar die zijn opgegeven, vooral bij glasvezel. Trek gewone kabel met vier paren met maximaal ongeveer 110 N. Vermijd knikken en strakke kunststof kabelbinders; klittenband houdt bundels vast zonder ze samen te drukken.

Ondersteun routes regelmatig, bijvoorbeeld met J-haken met een tussenafstand van maximaal 1,5 m. Houd kabelroutes binnen de toegestane vulgraad; ongeveer 40% van de doorsnede van een buis is een gebruikelijke planningswaarde. Controleer de instructies voor de kabelroute en kabel voor de daadwerkelijke installatie. Te volle routes maken trekken moeilijker en kunnen warmte vasthouden in kabelbundels die voeding leveren.

Houd dataroutes uit de buurt van netspanningscircuits, motoren, transformatoren en voorschakelapparaten van verlichting. Kruis voedingskabels haaks. Scheidingsafstanden hangen af van afscherming, circuitbelasting en scheidingswanden; gebruik de installatietabellen in plaats van één afstand voor elke locatie. Buitenroutes vereisen ook kabels en kabelwegen die geschikt zijn voor vocht en zonlicht.

Elke kabel heeft de brandklasse nodig die voor de ruimte is vereist. Wanneer een route door een brandwerende muur of vloer loopt, herstel je de barrière met een goedgekeurd brandwerend afdichtingssysteem dat geschikt is voor die opening en de hoeveelheid kabels. Een net gat gevuld met gewoon schuim levert niet de vereiste brandwerendheid op.

Een aansluiting moet zowel de pinverbindingen als de getwiste aderparen die de signalen dragen intact houden. Een kabel kan acht doorlopende aders hebben en toch bij hogere snelheid falen als de verkeerde draden zijn gecombineerd.

Volg één bedradingsschema

Houd een stekker met de contacten naar je toe en het vergrendellipje van je af: pin 1 zit links. De signaalparen gebruiken pinnen 1–2, 3–6, 4–5 en 7–8. Pinnen 3 en 6 vormen een paar, ook al zit het blauwe paar ertussen. Als je paren op de naast elkaar liggende pinnen 3–4 en 5–6 houdt, ontstaat een gesplitst aderpaar.

Beide schema's presteren gelijk. Gebruik er één consequent op de hele locatie en leg het vast. Kabels van A naar A en van B naar B zijn recht. Van A naar B is gekruist en werd door oudere apparatuur van 10/100 Mbit/s gebruikt om zend- en ontvangstparen om te wisselen. Moderne Auto-MDIX handelt die wisseling automatisch af. Een rollover-consolekabel keert alle acht pinnen om en dient voor een consoleaansluiting, niet voor een Ethernetverbinding.

Monteer een stekker stap voor stap

1. Kies een stekker die past bij de kabelcategorie en bij massieve of soepele aders. Schuif de stekkerhuls op de kabel en knip de kabel recht af.
2. Strip ongeveer 25–30 mm van de mantel zonder in de aderisolatie te snijden.
3. Leg de kleuren op volgorde en draai alleen zoveel uit elkaar als de stekker vereist.
4. Knip de draden gelijk af, ongeveer 13 mm voor een gebruikelijke stekker, en volg daarbij de montage-instructies.
5. Duw elke ader tot aan de voorkant. Controleer de kleurvolgorde door de behuizing heen.
6. Krimp met de bijpassende rateltang. De trekontlasting moet de mantel vastklemmen.
7. Test de voltooide kabel.

De regel van maximaal 13 mm uit elkaar draaien beschermt de balans van het paar dicht bij het contact voor Cat5e en hoger; een connector kan nog minder vereisen. Een lang stuk uit elkaar draaien maakt uitlijnen gemakkelijk, maar verhoogt de overspraak aan de nabije zijde. Een pieptoon bij een continuïteitstest kan niet aantonen dat de hoogfrequente prestaties goed zijn.

Monteer aansluitbussen en panelen correct

Keystone-aansluitbussen en patchpanelen gebruiken isolatieverdringingscontacten: een metalen sleuf snijdt door de isolatie en klemt de ader vast. Volg de A- of B-kleuraanduidingen op de aansluitbus; de fysieke indeling hoeft niet de pinvolgorde te volgen. Houd de mantel dichtbij, behoud de twisting en gebruik het juiste 110- of LSA-montagegereedschap. Plaats het snijblad aan de kant van het reststuk.

Behoud bij een afgeschermde installatie het contact van folie of aarddraad met de connectorafscherming en aard het patchpaneel correct. Een onafgeschermde aansluitbus onderbreekt het afschermingspad. Als een ader beschadigd is, niet volledig is ingestoken of in de verkeerde sleuf zit, knip je terug tot onbeschadigde kabel en monteer je de aansluiting opnieuw. Als de stekker kale draden in plaats van de mantel vastklemt, kan de trekontlasting de aansluiting niet beschermen tegen trekkracht.

Gebruik bij coax de striplengtes van de connectorfabrikant. Leg de middengeleider en het diëlektricum bloot, vouw het vlechtwerk terug, plaats de connector en gebruik de bijpassende compressietang. Een draadje van het vlechtwerk dat de middengeleider raakt, veroorzaakt kortsluiting; een beschadigde middengeleider kan tijdens het hanteren breken.

Bij het monteren van glasvezelaansluitingen worden glazen kernen nauwkeurig verbonden en blijven de contactvlakken schoon. De vorm van een connector laat zien hoe die past; de polijsting en het vezeltype geven aan of de verbinding compatibel is.

Herken connectoren en polijsting

UPC heeft een licht bol eindvlak voor fysiek contact; singlemode-UPC is meestal blauw. APC heeft een onder 8° schuin gepolijst eindvlak, meestal groen, om teruggekaatst licht te verminderen. Verbind APC en UPC niet. Hun vlakken sluiten niet goed aan, wat hoge demping en mogelijke schade veroorzaakt. Een adapter verbindt connectorbehuizingen; die kan niet-compatibele polijstingen of vezeltypen niet corrigeren.

Kies een aansluitmethode

Een pigtail is een korte vezel met een fabrieksconnector. Bij fusielassen wordt het kale uiteinde met een elektrische boog aan de gebouwvezel gelast, met bij een goede las doorgaans ruim minder dan 0,1 dB demping. Mechanisch lassen lijnt uiteinden uit in een huls met gel en heeft doorgaans meer demping. Connectoren voor montage op locatie worden ter plaatse gemonteerd; vooraf afgemonteerde kabels komen met reeds bevestigde connectoren aan.

Voor een fusielas strip je tot de lengte die het lasapparaat vereist, reinig je de kale vezel met een pluisvrij doekje en isopropylalcohol en splijt je daarna een vlak uiteinde onder 90°. De machine lijnt de vezels uit en last ze samen. Controleer de geschatte demping, bescherm de las met een krimphuls en berg die op in een cassette binnen de buiglimiet. Een eindtest van de verbinding meet het geïnstalleerde traject; de schatting van het lasapparaat alleen certificeert het niet.

Gebruik inspecteren, reinigen, inspecteren voordat je eindvlakken verbindt. Een stofdeeltje bij een kleine kern kan licht blokkeren of beide vlakken bekrassen. Gebruik goedgekeurde reinigingsmiddelen en houd kapjes op ongebruikte poorten. Volg bij het inspecteren van vezels de procedure voor optische veiligheid.

Zorg dat de zender de ontvanger bereikt

Op een duplexverbinding moet de lokale zender de ontvanger aan de andere kant bereiken. Polariteit van A naar B kruist die paden. Twee met elkaar verbonden zenders laten beide ontvangers zonder het verwachte signaal. Corrigeer de duplexkoppeling aan één uiteinde en gebruik dezelfde polariteitsmethode in panelen en patchkabels. Hybride patchkabels kunnen een SC-paneel met LC-optiek verbinden met behoud van vezeltype, polijsting en polariteit.

Tel elke bron van demping mee

Een dempingsbudget is de toegestane demping op het pad. Gebruik voor een gangbaar multimodeontwerp bij 850 nm de opgegeven toegestane waarden: 3,5 dB/km glasvezel, 0,75 dB per gekoppeld connectorpaar en 0,3 dB per las. Voor 300 m met twee connectorparen en één las:

• Glasvezel: 0,3 km bij 3,5 dB/km geeft 1,05 dB.
• Connectoren: twee van 0,75 dB geven 1,50 dB.
• Las: 0,30 dB.
• Totale toegestane demping: 2,85 dB.

Een gemeten waarde van 4,2 dB voldoet niet aan die limiet. Reinig en inspecteer opnieuw, meet nogmaals en lokaliseer daarna resterende demping met een OTDR. Vergelijk het ontwerp ook met het optische vermogensbudget van de transceivers; voldoen aan een ruime kabellimiet bewijst niet dat de optiek voldoende marge heeft. Neem bij lange singlemodeverbindingen de demping over de volledige afstand mee. Scherpe bochten veroorzaken ook demping, vooral bij 1550 nm.

Een voltooide installatie heeft documentatie nodig waarmee een andere technicus een apparaat kan vinden, het pad kan volgen en kan beoordelen of de kabel in orde is. Geef de kabel, aansluiting, paneelpoort en het testrapport dezelfde identificatiecode voor de verbinding.

Lees fysieke en logische tekeningen

Fysieke netwerkdiagrammen tonen posities: plattegronden, kabelroutes, panelen en rackaanzichten. Logische netwerkdiagrammen tonen hoe apparaten en netwerken zijn verbonden. Een tekening van laag 1 richt zich op poorten en kabels; laag 2 voegt VLAN's, trunks en spanning-tree-rollen toe; laag 3 toont subnetten en gateways. Gebruik consistente symbolen en een legenda.

Bij een schaal van 1:200 stelt 1 cm op de tekening 2 m voor. Routedelen van 4,8 cm, 2,1 cm en 3,5 cm zijn samen 10,4 cm, ofwel 20,8 m in het gebouw. Tel verticale delen en servicelussen erbij op voordat je de route met de limiet voor de permanente verbinding vergelijkt. Meet de route om obstakels heen, niet door muren.

Een label zoals “2A-B14” kan verdieping 2, ruimte A, paneel B, poort 14 aanduiden. Druk het duurzaam af aan beide uiteinden en herhaal het in de beschrijving van de switchpoort. Een kabellijst registreert de aansluiting, paneelpoort, switchpoort, het VLAN en de lengte. Het technische dossier voegt plattegronden, rackdiagrammen, productinformatie en elk testrapport toe. Werk het bij naar de daadwerkelijk gerealiseerde installatie wanneer patchverbindingen of routes afwijken van het ontwerp.

Kies de kopertest die de vraag beantwoordt

Certificering meet naast de aderverbindingen ook lengte, invoegdemping, overspraak aan de nabije zijde, powersum-NEXT, reflectiedemping, propagatievertraging en vertragingsverschil. Selecteer de juiste categorie en een test voor de permanente verbinding of het kanaal. Adapters voor de permanente verbinding sluiten patchkabels uit; een kanaaltest neemt ze mee. Sla het rapport op onder de identificatiecode van de verbinding; fabrikanten vereisen vaak certificering voor een systeemgarantie.

Een onderbreking is een gebroken of niet-aangesloten ader. Een kortsluiting verbindt aders die gescheiden moeten zijn. Bij een omgekeerd paar zijn de twee draden binnen één paar verwisseld; bij gekruiste paren gaat een heel paar naar andere pinnen. Een gesplitst aderpaar kan de verbindingen tussen pinnen correct houden terwijl draden uit verschillende getwiste paren worden gecombineerd. Een eenvoudige continuïteitstest kan dit missen; een certificeringstester detecteert de resulterende overspraak.

Een TDR schat de afstand tot een fout op basis van teruggekaatste elektrische pulsen. “Onderbreking op 37 m” helpt een breuk langs de route te lokaliseren. Een toongenerator en sonde identificeren een ongelabelde kabel; ze certificeren de dataprestaties niet. Een loopbackstekker helpt een poort te testen.

Test glasvezel en draag de documentatie over

Een visuele foutzoeker biedt zichtbaar rood licht voor continuïteit en fouten op korte trajecten. Een lichtbron en optische vermogensmeter meten de totale invoegdemping. Een OTDR zet terugverstrooiing uit tegen de afstand om connectoren, lassen, bochten en breuken te lokaliseren; een lanceerkabel maakt de eerste connector meetbaar. Een inspectiemicroscoop controleert het eindvlak.

Koppel vóór de overdracht elk label aan de tekening en het opgeslagen testresultaat en controleer daarna de werking van begin tot eind. Een apparaat moet het bedoelde adres verkrijgen en zijn gateway bereiken met ping. Die werkingscontrole vult het kabelrapport aan: een geslaagde ping certificeert de geïnstalleerde kabelcategorie niet.

Een MAC-adres identificeert een interface op laag 2. Het heeft 48 bits, geschreven als 12 hexadecimale cijfers. De vormen “00-1A-2B-3C-4D-5E”, “00:1a:2b:3c:4d:5e” en “001a.2b3c.4d5e” duiden hetzelfde adres aan. Scheidingstekens en hoofdletters of kleine letters veranderen de waarde niet.

Lees één byte tegelijk

Een hexadecimaal cijfer vertegenwoordigt vier bits, dus twee cijfers vormen één byte. De cijfers lopen van 0 tot en met 9 en daarna van A tot en met F. Bijvoorbeeld: 3C wordt binair 0011 1100. Er zijn $2^{48}$ mogelijke 48-bitspatronen, ofwel 281.474.976.710.656.

Een universeel beheerd adres begint meestal met een 24-bits OUI, een unieke organisatie-identificatie die bij IEEE is geregistreerd. De organisatie wijst de resterende 24 bits toe, wat 16.777.216 combinaties binnen dat blok geeft. De fabrikant van de interface kan verschillen van het computermerk. Een lokaal adres dat door software is toegewezen, onthult de fabrikant niet betrouwbaar.

Deel de eerste byte in

De twee laagste bits van de eerste byte hebben verschillende betekenissen:

Lees deze vanaf de rechterkant van de geschreven binaire byte. Voor 02-50-F2-11-22-33 is 02 gelijk aan 0000 0010. De meest rechtse bit is 0, dus het adres is unicast. De volgende bit is 1, dus het is lokaal beheerd. Bij een eerste unicastbyte waarvan het tweede hexadecimale cijfer 2, 6, A of E is, staat die lokale bit aan.

Voor 01-00-5E-00-00-FB eindigt 01 op 01, dus het is een groepsadres dat voor IPv4-multicast wordt gebruikt. IPv6-multicast begint meestal met 33-33; spanning-tree-BPDU's gebruiken een gereserveerd groepsadres zoals 01-80-C2-00-00-00. FF-FF-FF-FF-FF-FF is het broadcastadres voor alle apparaten in het broadcastdomein. Controleer op dat patroon van alleen enen voordat je een groepsadres multicast noemt.

Voor 3C-22-FB-7A-10-05 eindigt 3C op 00. Het is universeel beheerd unicast, met 3C-22-FB als OUI in het gebruikelijke 24-bitstoewijzingsformaat.

Houd lokale aflevering gescheiden van gerouteerde aflevering

Een host die naar een andere lokale host verzendt, gebruikt het MAC-adres van die host. Om een extern netwerk te bereiken, plaatst de host het pakket in een frame dat aan de lokale gateway is gericht. Een router verwijdert de inkomende verbindingsheader en bouwt een nieuwe voor de volgende verbinding. Het bron- en bestemmings-IP-adres van het pakket blijven normaal gelijk als er geen adresvertaling is; de Ethernetbron- en bestemmingsadressen veranderen bij elke gerouteerde hop. IPv4 gebruikt ARP en IPv6 gebruikt Neighbor Discovery om het verbindingsadres van een lokale buur te vinden.

Een ingebakken adres is het adres dat in de interfacehardware is opgeslagen, maar een besturingssysteem of hypervisor kan een ander adres gebruiken. Privé-wifi-adressen en veel adressen van virtuele machines worden lokaal beheerd. Dit betekent ook dat een MAC-adres geen sterk identiteitskenmerk is: een aanvaller kan het vervalsen.

Op Windows toont ipconfig /all het “Fysiek adres”. Linux gebruikt ip link; de netwerkinstellingen van macOS of ifconfig tonen interfaceadressen. Op een switch toont show mac address-table waar die adressen zijn geleerd.

Een Ethernet II-frame omgeeft een pakket van laag 3 met een header en een trailer. Dankzij de velden kan een switch de bestemming vinden en kan een ontvanger de nuttige lading identificeren en schade detecteren.

Lees de velden in verzendvolgorde

EtherTypes zijn onder meer 0x0800 voor IPv4, 0x86DD voor IPv6 en 0x0806 voor ARP. Waarden van minimaal 0x0600 duiden EtherTypes aan. Een waarde van 1.500 of lager duidt daarentegen een lengte aan in een IEEE 802.3-frame, gevolgd door een LLC-header; standaard spanning-tree-BPDU's gebruiken die vorm.

Houd de grootte van de nuttige lading en de framegrootte gescheiden

Tel een frame zonder tag vanaf het bestemmings-MAC-adres tot en met de FCS. De header en trailer zijn samen 18 bytes. Met 46 bytes nuttige lading en opvulling is het minimum 64 bytes. Met 1.500 bytes nuttige lading is het maximum 1.518 bytes. Een ARP-bericht van 28 bytes heeft 18 bytes opvulling nodig om het minimale gegevensveld van 46 bytes te bereiken.

De MTU is het grootste pakket van laag 3 dat als nuttige lading wordt vervoerd, normaal 1.500 bytes op Ethernet. De Ethernetheader en FCS vallen daarbuiten. Een 802.1Q-tag voegt vier bytes toe na het bron-MAC-adres, zodat een volledig frame met tag 1.522 bytes is terwijl de IP-MTU 1.500 blijft.

De tag bevat de tagidentificatie 0x8100, een prioriteitswaarde van 3 bits van 0 tot 7, één bit dat aangeeft of het frame voor verwerping in aanmerking komt en een VLAN-ID van 12 bits. Een wijziging van een tag verandert het gecontroleerde frame, dus berekent de switch de FCS opnieuw.

Jumboframes vergroten de ondersteunde nuttige lading, vaak tot ongeveer 9.000 bytes. De exacte instelling hangt af van het platform. Elk apparaat en elke verbinding moet de daadwerkelijk verzonden grootte ondersteunen; een groter maximum staat nog steeds kleine frames toe. Een host die jumboframes ondersteunt achter een switch met een lagere limiet kan grote overdrachten verliezen terwijl kleine pings slagen. Te grote IP-pakketten krijgen bij routering ook te maken met de MTU van de volgende verbinding; fragmentatie hangt af van de IP-versie en pakketflags.

Houd rekening met tijd buiten het frame

Een volledig frame zonder tag gebruikt 1.518 bytes plus 8 bytes preambule/begrenzer en een tussenruimte tussen frames van 12 bytetijden. Dat is 1.538 bytetijden voor 1.500 bytes nuttige lading, ongeveer 97,5% efficiëntie voor de nuttige lading. Minimale frames gebruiken 84 bytetijden, ofwel 672 bittijden, inclusief dezelfde overhead. Bij 1 Gbit/s is het theoretische maximum ongeveer 1.488.095 minimale frames per seconde.

Interpreteer foutentellers

De zender berekent een CRC-32-framecontrolewaarde over het frame vanaf het bestemmings-MAC-adres tot en met de nuttige lading en opvulling. De ontvanger controleert die en verwerpt een frame dat niet slaagt. Ethernet verzendt het niet opnieuw; herstel kan plaatsvinden op een hogere laag zoals TCP.

Een te kort frame is korter dan 64 bytes. Een te groot frame overschrijdt de grootte die de ontvangende interface toestaat; de exacte tellerdrempel hangt af van ondersteuning voor tags en jumboframes. Een CRC-fout betekent dat de FCS-controle is mislukt. Toenemende fouten vragen om controles op kabelschade, aansluitingen, optische reinheid, interferentie en duplexinstellingen. Alleen een geldige framegrootte bewijst niet dat de inhoud onbeschadigd is aangekomen.

Een laag 2-switch houdt een MAC-adrestabel bij, ook CAM-tabel genoemd. Elke vermelding koppelt een MAC-adres en VLAN aan een poort. Het VLAN is van belang: doorsturen gebeurt binnen dat laag 2-netwerk.

Pas twee afzonderlijke beslissingen toe

Eerst leert de switch het bronadres op de inkomende poort en het VLAN, waarbij die een bestaande vermelding vernieuwt of een vermelding toevoegt. Daarna zoekt de switch de bestemming op om te bepalen waar het frame naartoe gaat.

Flooding gebruikt geschikte doorsturende poorten. Een geblokkeerde poort of een trunk die het VLAN niet vervoert, kan geen uitgaand pad bieden.

Volg een eerste uitwisseling

Een switch met een lege tabel heeft PC-A op poort 1 en PC-C op poort 3. Alle vier de poorten behoren tot hetzelfde VLAN en sturen door. A stuurt naar C. De switch leert A op poort 1, maar heeft geen vermelding voor C en stuurt daarom kopieën naar poorten 2, 3 en 4. Het bestemmingsadres blijft C in die kopieën.

C antwoordt. De switch leert C op poort 3 en vindt A op poort 1. Alleen poort 1 ontvangt het antwoord. Als PC-B op poort 2 later een broadcast verstuurt, leert de switch B op poort 2 en voert die flooding uit naar poorten 1, 3 en 4. Leren van de bestemming zou een verkeerde indruk geven van waar een interface zich bevindt; alleen de aankomst geeft dat bewijs.

Dynamische vermeldingen verouderen en verdwijnen na inactiviteit, op Cisco-switches standaard vaak na 300 seconden. Een verplaatste laptop wordt opnieuw geleerd op de nieuwe poort wanneer die verzendt. Statische vermeldingen verouderen niet. Herhaalde snelle verplaatsingen tussen poorten, MAC-flapping genoemd, kunnen op een lus wijzen. Als voor een bestemming geen vermelding is geleerd, wordt verkeer ernaartoe via flooding verspreid, ook wanneer de capaciteit verhindert dat meer adressen worden geleerd.

Gebruik show mac address-table om VLAN, adres, type en poort te bekijken. Gebruik show mac address-table address 001a.2b3c.4d5e om één interface te vinden. clear mac address-table dynamic verwijdert dynamische vermeldingen; de switch leert daarna opnieuw van binnenkomende bronadressen.

Tel domeinen bij de juiste grens

Een hub deelt één botsingsdomein met zijn apparaten en gebruikt halfduplex. Elke switchpoort biedt een afzonderlijk segment; punt-tot-puntverbindingen met volduplex hebben geen botsingen. Een broadcastdomein volgt de verbonden omvang van het VLAN op laag 2. Een router scheidt zijn gerouteerde interfaces, ook wanneer niet onderling verbonden switches hetzelfde VLAN-nummer gebruiken.

Eén routerinterface bereikt bijvoorbeeld een switch met zes pc's en een andere bereikt een afzonderlijke switch met vier pc's. Met de twee routeruplinks erbij zijn er 12 Ethernetsegmenten en twee broadcastdomeinen. Het herhaalde lokale VLAN-nummer verbindt ze niet via de router.

Store-and-forward ontvangt een volledig frame en controleert de FCS voordat het wordt doorgestuurd. Cut-through begint na het lezen van de bestemming en kan schade doorgeven die nog niet is gedetecteerd. Fragment-free wacht op de eerste 64 bytes om de meeste botsingsfragmenten tegen te houden. Een laag 3-switch voegt routering tussen netwerken toe; binnen een VLAN blijft die schakelen op basis van MAC-adressen.

Een verbindingslampje bewijst dat er een fysieke verbinding is, maar niet dat beide uiteinden het eens zijn over het gebruik ervan. Snelheid, duplex, poortstatus en tellers beantwoorden elk een andere vraag.

Stem snelheid en duplex op elkaar af

Volduplex laat beide uiteinden tegelijk zenden zonder botsingen. Halfduplex staat één richting tegelijk toe en gebruikt CSMA/CD voor botsingen. Verschillende standaarden bieden volduplex op verschillende manieren: 100BASE-TX gebruikt één paar per richting, 1000BASE-T zendt in beide richtingen op alle vier de paren en gewone duplexglasvezel gebruikt één vezel per richting.

Laat beide uiteinden op automatische onderhandeling staan om mogelijkheden bekend te maken en de beste gemeenschappelijke snelheid en duplex te kiezen. Gigabitverbindingen en snellere verbindingen over getwiste aderparen zijn afhankelijk van onderhandeling. Als een 10/100-poort onderhandelt met een partner met vaste snelheid, kan die de snelheid detecteren maar niet de vaste duplexinstelling; de poort valt terug op halfduplex.

Een server die vast is ingesteld op 100 Mbit/s volduplex kan daardoor verbinding maken met een automatische switchpoort die op 100/halfduplex werkt. Pings kunnen slagen, maar onder belasting is het verkeer traag. Aan de halfduplexzijde verschijnen late botsingen, terwijl aan de volduplexzijde CRC-fouten en te korte frames kunnen verschijnen. Zet beide op automatisch of stem beide vaste instellingen voor die oudere verbinding op elkaar af. Een mismatch in vaste snelheden verhindert daarentegen een bruikbare verbinding.

Lees de status voordat je instellingen wijzigt

Een Cisco IOS-basisconfiguratie koppelt een poort aan de aansluiting:

interface GigabitEthernet0/5
 description Outlet 2A-B14 Accounting PC
 speed auto
 duplex auto
 no shutdown

show interfaces status geeft een overzicht van poorten; show interfaces geeft tellers. Let op oplopende CRC-fouten, te korte en te grote frames, late botsingen en pakketverwerpingen. Vergelijk nieuwe metingen na verkeer, zodat een oud tellertotaal niet op een actuele storing lijkt. Nadat je de oorzaak van een foutuitschakeling hebt verholpen, kan shutdown gevolgd door no shutdown de poort herstellen.

Vergelijk buren met de tekening

CDP is Cisco's detectieprotocol; LLDP, IEEE 802.1AB, werkt tussen leveranciers. Ze maken apparaatidentiteit, poort en mogelijkheden bekend aan directe buren. Hun aankondigingen reizen niet als gerouteerde dienst door het netwerk. Gebruikelijke Cisco-standaardwaarden zijn CDP elke 60 seconden met een bewaartijd van 180 seconden en LLDP elke 30 seconden met een bewaartijd van 120 seconden. Schakel LLDP in met lldp run op geschikte Cisco-switches. LLDP-MED kan het spraak-VLAN en de voedingsbehoefte van een telefoon doorgeven.

Gebruik show cdp neighbors detail of show lldp neighbors detail om lokale en externe poorten met de kabellijst te vergelijken. Als SW2 op Gi0/24 verschijnt maar de lijst Gi0/23 vermeldt, volg je de patchverbinding en corrigeer je de onjuiste verbinding of registratie. Detectie levert bewijs van de daadwerkelijke buur, geen bewijs dat de documentatie juist is.

Detectiegegevens kunnen interne apparaatinformatie prijsgeven. Schakel aankondigingen uit op poorten naar niet-vertrouwde partijen met de betreffende interfaceopdrachten, zoals no cdp enable, no lldp transmit en no lldp receive.

Een VLAN, of virtueel LAN, is een logisch broadcastdomein. De poorten kunnen over switches verspreid zijn wanneer de verbindingen ertussen dat VLAN vervoeren. Personeel, telefoons, printers en camera's kunnen switches delen terwijl hun broadcasts in afzonderlijke groepen blijven.

Plan VLAN's en subnetten samen

Gebruik in een normaal ontwerp voor elk gebruikers-VLAN een afzonderlijk IP-subnet. Apparaten in hetzelfde VLAN communiceren via switching op laag 2. Een apparaat dat een ander subnet bereikt, stuurt naar zijn standaardgateway, die tussen VLAN's routeert. Een VLAN-nummer is een identificatie op laag 2; een subnet beschrijft IP-adressen. Ze dienen verschillende doelen, ook wanneer een ontwerp ze één op één koppelt.

Het 12-bits VLAN-veld vertegenwoordigt 0 tot en met 4.095. ID's 0 en 4.095 zijn gereserveerd, waardoor 1–4.094 beschikbaar zijn voor VLAN's. Op Cisco-switches is het normale bereik 1–1.005 en het uitgebreide bereik 1.006–4.094. ID's 1.002–1.005 zijn gereserveerd voor oudere media en VLAN 1 is het standaard-VLAN dat niet kan worden verwijderd. Haal in een gepland bedrijfsontwerp gebruikersverkeer uit VLAN 1; plaats ongebruikte poorten in een ongebruikt parkeer-VLAN en schakel ze uit.

Een kantoor kan VLAN 10 STAFF, 20 VOICE, 30 PRINTERS, 40 CAMERAS en 99 MANAGEMENT gebruiken. Het native VLAN van de trunk kan het ongebruikte VLAN 900 zijn, met 999 voor ongebruikte accesspoorten. Maak elk benodigd VLAN aan op elke switch die het moet vervoeren.

Configureer toegang voor data en spraak

vlan 10
 name STAFF
vlan 20
 name VOICE
interface range GigabitEthernet0/1 - 12
 switchport mode access
 switchport access vlan 10
 switchport voice vlan 20

Een data-accesspoort wijst frames zonder tag van eindapparaten toe aan één data-VLAN. In dit voorbeeld komt verkeer zonder tag van een pc in VLAN 10 terecht. Een IP-telefoon met een daarop aangesloten pc voorziet zijn spraakverkeer van een tag voor VLAN 20. De telefoon kan dat spraak-VLAN leren via CDP of LLDP-MED. De twee verkeerstypen van de telefoon verklaren waarom een accesspoort met spraakondersteuning spraak met tag naast data zonder tag kan verwerken.

Gebruik show vlan brief om VLAN's en toegewezen accesspoorten te zien. Trunkpoorten worden daar niet als accesspoorten vermeld. show interfaces GigabitEthernet0/3 switchport toont de administratieve en operationele modus, het data-VLAN en het spraak-VLAN van de poort. Op veel Cisco-switches blijft VLAN-informatie uit het normale bereik bewaard in een afzonderlijke VLAN-database, dus alleen de opstartconfiguratie wissen verwijdert die informatie niet.

Bied een gateway tussen VLAN's

Een router-on-a-stick gebruikt één trunk naar een router met een subinterface per VLAN. Subinterface g0/0.10 identificeert bijvoorbeeld VLAN 10 met encapsulation dot1Q 10 en heeft het gatewayadres van dat VLAN.

Een laag 3-switch kan per VLAN een virtuele switchinterface, of SVI, gebruiken:

interface vlan 10
 ip address 10.1.10.1 255.255.255.0
 no shutdown

De switch heeft ook ip routing nodig om tussen zijn VLAN-interfaces te routeren. Een SVI op een laag 2-switch kan beheer op afstand mogelijk maken zonder de switch in een router te veranderen. VLAN-scheiding bepaalt het bereik op laag 2, maar routering kan verkeer tussen de groepen toestaan; toegangscontroleregels zijn nodig wanneer dat gerouteerde verkeer moet worden beperkt.

Een 802.1Q-trunk vervoert meerdere VLAN's over één verbinding. De ontvanger gebruikt een tag van vier bytes om hun frames gescheiden te houden. Trunks kunnen switches, een routeringsapparaat, een virtualisatiehost of een accesspoint dat meerdere netwerken bedient met elkaar verbinden.

Volg de tag en het native VLAN

Een switch voegt de tag in na het bron-MAC-adres. Die bevat een VLAN-ID van 12 bits en leidt tot een nieuwe FCS-berekening. Bij de gebruikelijke trunkconfiguratie gaat verkeer voor het native VLAN zonder tag over de trunk en wordt inkomend verkeer zonder tag aan dat native VLAN toegewezen. Cisco's standaard native VLAN is 1.

Beide uiteinden moeten hetzelfde native VLAN gebruiken. Als het ene uiteinde 10 gebruikt en het andere 20, kan een frame zonder tag VLAN 10 verlaten en VLAN 20 binnenkomen. CDP kan een verschil melden en spanning tree kan het niet-overeenkomende pad blokkeren. Kies aan beide uiteinden hetzelfde ongebruikte native VLAN; tagging van het native VLAN is een andere ondersteunde ontwerpoptie.

Configureer de bedoelde VLAN's expliciet

interface GigabitEthernet0/24
 switchport mode trunk
 switchport trunk native vlan 900
 switchport trunk allowed vlan 10,20,30,40,99
 switchport nonegotiate

Op oudere platforms met meerdere inkapselingskeuzes selecteer je eerst switchport trunk encapsulation dot1q. Switches die alleen 802.1Q ondersteunen, hebben die opdracht niet nodig. Pas de overeenkomstige bedoelde instellingen toe op het andere uiteinde.

De syntaxis van de lijst met toegestane VLAN's is van belang. switchport trunk allowed vlan 50 vervangt de lijst door VLAN 50. switchport trunk allowed vlan add 50 behoudt de bestaande lijst en voegt 50 toe. Een verschil van één woord kan elk bestaand gebruikers-VLAN op een verder goed werkende verbinding stoppen.

Cisco DTP onderhandelt over trunking waar dat wordt ondersteund. Dynamic desirable vraagt actief om een trunk; dynamic auto wacht. Desirable met auto vormt een trunk, terwijl auto met auto access blijft. Een statische access- of trunkmodus maakt de bedoelde rol expliciet. switchport nonegotiate stopt DTP-berichten voor een handmatig geconfigureerde verbinding.

Volg een broadcast over switches

Een pc stuurt een broadcast zonder tag naar een VLAN 10-accesspoort op SW1. SW1 plaatst die in VLAN 10. De switch stuurt kopieën zonder tag naar geschikte VLAN 10-accesspoorten en een kopie met VLAN 10-tag over een trunk waarvan het native VLAN 900 is. SW2 leest de tag, houdt het frame in VLAN 10 en verwijdert de tag bij het verzenden naar een accessapparaat in VLAN 10. Apparaten in VLAN 20 ontvangen geen kopie. Een andere trunk draagt de VLAN 10-tag ook, tenzij die trunk VLAN 10 als native VLAN gebruikt.

Lees alle drie de trunkstatuslijsten

show interfaces trunk toont operationele trunks, native VLAN's en drie steeds beperktere lijsten:

1. VLAN's die door de configuratie zijn toegestaan.
2. Toegestane VLAN's die lokaal actief zijn omdat ze op de switch bestaan.
3. VLAN's die in spanning tree doorsturen en niet zijn uitgefilterd.

Een nummer dat alleen in de eerste lijst staat, bewijst geen werkend pad. Een accesspoort die op een trunk is aangesloten, vervoert niet alle VLAN's daarvan; die kan per ongeluk het access-VLAN met het native VLAN van de trunk verbinden.

Een VLAN-storing is gemakkelijker te vinden wanneer elke controle het werkelijke pad van het frame volgt. Begin bij de accesspoort van de getroffen host en ga richting de bestemming. Een actieve trunk bewijst alleen dat de verbinding als trunk werkt; die bewijst niet dat het vereiste VLAN eroverheen gaat.

Controleer één voorwaarde tegelijk

1. Bevestig het access-VLAN met show interfaces ... switchport en show vlan brief.
2. Bevestig dat het VLAN op elke switch langs het pad bestaat.
3. Gebruik show interfaces trunk om te bevestigen dat de trunk operationeel is.
4. Controleer de lijst met toegestane VLAN's aan elk uiteinde en of de instellingen voor het native VLAN overeenkomen.
5. Controleer spanning tree voor dat VLAN; het gekozen pad moet doorsturen.
6. Controleer voor een ander bestemmings-VLAN de gateway van de host en de routersubinterface of SVI.

Schrijf het pad en het resultaat bij elke switch op. Zo leidt een werkende fysieke verbinding je niet af van een ontbrekende logische voorwaarde.

Onderscheid drie veelvoorkomende trunkstoringen

PC-A en PC-B gebruiken VLAN 10 op verschillende switches. De trunk van SW2 staat alleen 20 en 30 toe omdat de lijst is vervangen. De verbinding blijft actief en die andere VLAN's kunnen werken. Op de trunk van SW2 herstelt switchport trunk allowed vlan add 10 VLAN 10 met behoud van de andere VLAN's. Controleer de uiteindelijke lijst en test opnieuw.

Bij een nieuw aangesloten paar switches staan beide poorten op dynamic auto. Geen van beide vraagt om een trunk, dus blijft de verbinding access in VLAN 1. Stel beide bedoelde uplinks in op switchport mode trunk, configureer overeenkomende native en toegestane VLAN's en schakel DTP uit. Als je het IP-adres van de host wijzigt, gaat een accessverbinding niet meerdere VLAN's vervoeren.

Nieuwe IP-telefoons hebben spraak-VLAN 20 op hun accesspoorten, maar de bovenliggende switch heeft geen VLAN 20. De trunk kan 20 toestaan terwijl dat VLAN ontbreekt in de lijst met toegestane en actieve VLAN's. Maak het VLAN aan op de bovenliggende switch en controleer daarna of het in de lijst met doorsturende VLAN's verschijnt. Een toegestaan nummer maakt lokaal geen VLAN aan.

Gebruik symptomen om de volgende controle te kiezen

Als een host een adres uit een onverwacht subnet ontvangt, wijst dat op een mogelijk verkeerd access-VLAN. Als hosts op één switch werken maar niet via de uplink, wijst dat op een mogelijk ontbrekend VLAN, een ontbrekend VLAN in de lijst met toegestane VLAN's of een pad dat niet doorstuurt. Een melding over een verschil in native VLAN wijst op verschillende indelingen van verkeer zonder tag aan de twee uiteinden. Controleer de configuratie voordat je die wijzigt; een symptoom suggereert een oorzaak, maar bewijst die op zichzelf niet.

Als communicatie binnen hetzelfde VLAN werkt en alleen communicatie tussen VLAN's faalt, controleer je de standaardgateway. Gebruik op een laag 3-switch show ip interface brief om de SVI te controleren. Bij de gebruikelijke automatische SVI-statusbepaling moet het VLAN bestaan, de SVI ingeschakeld zijn en ten minste één poort die het VLAN vervoert actief zijn en doorsturen. Routering tussen VLAN's vereist ook ip routing en de juiste gatewayadressen.

Herhaal na een oplossing de mislukte test en controleer de relevante statusuitvoer. Werk de VLAN-tabel, het laag 2-diagram, de patchlijst en de beschrijvingen bij zodat ze de werkende situatie weergeven. Anders kan de volgende technicus de oude fout herstellen door een verouderde tekening te volgen.

Redundante Ethernetverbindingen kunnen een lus vormen. Frames hebben geen hoplimiet op laag 2, dus broadcasts blijven rondgaan en vermenigvuldigen zich. De switch leert één bron op afwisselende poorten, wat instabiliteit van de MAC-tabel veroorzaakt, en hosts kunnen dubbele frames ontvangen. Het Spanning Tree Protocol, of STP, laat een verbonden, lusvrije verzameling doorstuurpaden over en houdt andere paden beschikbaar als reserve.

Kies de root en daarna de poorten

Switches wisselen BPDU's, bridgeprotocolgegevenseenheden, uit met daarin de identiteit van de root, padkosten, identiteit van de zender en poortinformatie. De laagste bridge-ID wint de rootverkiezing: vergelijk eerst prioriteit en daarna MAC-adres. Cisco-prioriteiten beginnen standaard bij 32.768 en veranderen in stappen van 4.096, van 0 tot 61.440. De uitgebreide systeem-ID per VLAN voegt het VLAN-nummer toe, zodat de standaardwaarde die voor VLAN 10 wordt getoond 32.778 is.

Elke switch die geen root is, kiest één rootpoort met de laagste totale kosten naar de root. Vergelijk bij gelijke paden de bridge-ID van de bovenliggende buur, daarna diens poortprioriteit en poortnummer. Op elk segment heeft de switch die het betere pad adverteert de aangewezen poort. Bij gelijke waarden beslist de bridge-ID. Andere redundante poorten blokkeren gebruikersverkeer. In een normale verbonden boom zijn de actieve deelnemende poorten van de root aangewezen poorten.

Tel langs het mogelijke pad de kosten op van poorten die naar de root zijn gericht. Gebruik in het hele ontwerp dezelfde kostenmethode.

Doorloop een driehoek

SW1, SW2 en SW3 hebben gelijke prioriteiten; SW1 heeft het laagste MAC-adres en is dus root. SW1–SW2 en SW2–SW3 werken op 1 Gbit/s, elk met een korte kostenwaarde van 4. SW1–SW3 werkt op 100 Mbit/s, met kosten 19.

De rootpoort van SW2 is gericht naar SW1 met kosten 4. SW3 vergelijkt de directe kosten van 19 met $4+4$ via SW2, wat kosten 8 geeft. De rootpoort van SW3 is daarom gericht naar SW2. Het uiteinde van SW1 op de trage directe verbinding is aangewezen; het uiteinde van SW3 blokkeert. De route met twee hops wint omdat kosten, niet het aantal hops, de keuze bepalen.

Kies de root bewust met spanning-tree vlan 10,20 root primary op de beoogde kernswitch en root secondary op de reserveswitch. Gebruikelijke resulterende prioriteiten zijn 24.576 en 28.672; de macro voor de primaire root kan een lagere waarde kiezen om een bestaande root te overtreffen. Een expliciete opdracht zoals spanning-tree vlan 10 priority 4096 stelt de prioriteit rechtstreeks in. Controleer met show spanning-tree vlan 10.

Herken wacht- en reservegedrag

Klassieke statussen zijn blocking, listening, learning, forwarding en disabled. Listening en learning duren normaal elk 15 seconden. Learning bouwt de MAC-tabel op maar stuurt geen gebruikersframes door. De hello-tijd is 2 seconden en max age is 20 seconden; herstel van een indirecte storing kan na veroudering plus beide vertragingen ongeveer 50 seconden duren. Een geblokkeerde poort blijft fysiek actief en ontvangt BPDU's.

PVST+ maakt een boom per VLAN, zodat VLAN's verschillende roots en uplinks kunnen gebruiken. Het verdeelt het verkeer van één VLAN niet over parallelle doorstuurpaden. MSTP groepeert meerdere VLAN's in een kleinere verzameling instanties. Aggregatie biedt een andere manier om parallelle verbindingen samen te gebruiken.

RSTP, de snelle vorm van spanning tree, verandert paden op geschikte verbindingen zonder afhankelijk te zijn van de volledige klassieke listening- en learning-vertragingen. Cisco Rapid PVST+ voert voor elk VLAN een snelle boom uit. Schakel dit in met spanning-tree mode rapid-pvst en controleer of show spanning-tree protocol rstp meldt.

Onderscheid de rol van een poort van de status

Een rootpoort geeft een switch die geen root is het voorkeurspad naar de root. Een aangewezen poort stuurt door naar een segment. Een alternatieve poort is een reservepad naar de root. Een reservepoort is een reserve voor een aangewezen poort op hetzelfde gedeelde segment, meestal bij een hub. Een uitgeschakelde poort neemt niet deel.

De drie snelle statussen zijn discarding, learning en forwarding. Een rol zegt wat de poort bijdraagt aan de topologie; een status zegt wat die op dat moment met verkeer doet. Cisco-uitvoer kan Root, Desg, Altn en Back voor rollen tonen en FWD, LRN of BLK voor statussen; BLK staat bij de snelle werking voor discarding.

Buren op punt-tot-puntverbindingen met volduplex gebruiken een voorstel- en bevestigingshandshake om snel veilig doorsturen tot stand te brengen. Een alternatieve poort kan als rootpoort overnemen wanneer het actieve pad uitvalt. Gedeelde halfduplexsegmenten beperken de snelle werking. Elke bridge verzendt BPDU's met hello-intervallen en drie gemiste hello's van 2 seconden duiden na 6 seconden op een verloren buur als er niet eerder een fysiek storingssignaal is.

Behandel poorten naar eindapparaten als randpoorten

PortFast maakt van een poort naar een eindapparaat een randpoort die onmiddellijk doorstuurt en topologiewijzigingsgebeurtenissen voorkomt wanneer dat eindapparaat opnieuw opstart. Configureer spanning-tree portfast op een accessinterface of gebruik spanning-tree portfast default globaal voor accesspoorten. Gebruik de trunkvorm alleen voor bedoelde eindsystemen zoals virtualisatiehosts. Verbindingen tussen switches moeten normaal aan spanning tree deelnemen.

Voeg BPDU-beveiliging toe aan een bureaupoort met spanning-tree bpduguard enable. Elke ontvangen BPDU zet de poort in de status err-disabled. De globale opdracht spanning-tree portfast bpduguard default past deze beveiliging toe op operationele PortFast-poorten. Als een gebruiker een apparaat aansluit dat als bridge werkt en BPDU's verzendt of doorlaat, wordt de poort uitgeschakeld. Corrigeer de aansluiting voordat je de poort met shutdown en no shutdown herstelt.

Stem de beveiligingsfunctie af op het risico

Rootbeveiliging voorkomt dat een onderliggende switch via die poort de rol van root overneemt. Lusbeveiliging voorkomt dat een poort aanneemt dat die kan doorsturen wanneer een eenrichtingsstoring de verwachte BPDU's heeft stilgelegd. De aanleidingen verschillen: rootbeveiliging reageert op een aankondiging van een betere root; lusbeveiliging reageert op ontbrekende besturingsinformatie.

BPDU-filter onderdrukt BPDU's. Globaal geconfigureerde PortFast-filtering valt terug op normale STP wanneer een BPDU aankomt. spanning-tree bpdufilter enable op interfaceniveau onderdrukt verzenden en verwerken op die interface en kan een lus mogelijk maken. Het vervangt BPDU-beveiliging niet. De plaatsing van beveiligingsfuncties beschermt de topologie; bridgeprioriteiten kiezen nog steeds de bedoelde root.

Linkaggregatie combineert fysieke verbindingen tot een logische verbinding. Cisco noemt die EtherChannel of poortkanaal; andere systemen gebruiken LAG, bond of team. Spanning tree ziet de logische verbinding en blokkeert daardoor geen afzonderlijke correct gebundelde verbindingen. Als één bundelinterface uitvalt, kunnen de resterende interfaces verkeer blijven vervoeren.

Onderhandel met een compatibele partner

LACP active werkt met active of passive. Modus on gebruikt geen onderhandeling en moet aan beide uiteinden overeenkomen; onjuiste statische instellingen kunnen verkeer verliezen of lussen creëren. LACP is doorgaans de veiligere keuze omdat het controleert of de partner akkoord gaat.

Bundelinterfaces hebben dezelfde snelheid, duplex en switchpoortinstellingen nodig. Accessinterfaces moeten hetzelfde VLAN gebruiken; trunkinterfaces moeten overeenkomende instellingen voor native en toegestane VLAN's hebben. Beide uiteinden moeten de bundel ondersteunen. De bundelinterfaces eindigen aan elk uiteinde op één logische switch: één chassis, een stack of een ondersteund systeem met meerdere chassis. Twee onafhankelijke switches worden niet één partner doordat hun poorten hetzelfde kanaalnummer gebruiken.

Configureer en controleer daarna de daadwerkelijke bundelinterfaces

Voor twee compatibele interfaces op elke switch:

interface range GigabitEthernet1/0/1 - 2
 channel-group 1 mode active
interface Port-channel1
 switchport mode trunk
 switchport trunk allowed vlan 10,20,30,99

Stel aan beide uiteinden overeenkomende instellingen voor het bedoelde native VLAN en de trunk in. Pas gedeelde instellingen toe op de port-channel-interface zodat ze consistent blijven voor alle bundelinterfaces. Een gerouteerd poortkanaal gebruikt daarentegen no switchport en een IP-adres op de logische interface.

show etherchannel summary kan Po1(SU) tonen: S betekent laag 2 en U betekent in gebruik. Bundelinterfaces met (P) zijn gebundeld. (I) betekent zelfstandig, (s) opgeschort en (D) inactief. show lacp neighbor toont de onderhandelende partner. Een fysieke verbinding die actief maar opgeschort is, voegt geen bruikbare bundelcapaciteit toe. Controleer overeenkomende instellingen en partnermodus voordat je de snelheid meetelt.

Platformlimieten zijn van belang. Veel Catalyst-switches ondersteunen acht actieve bundelinterfaces en kunnen andere als reserve houden; andere platforms verschillen. Tel actieve bundelinterfaces in de daadwerkelijke uitvoer in plaats van aan te nemen dat elke geconfigureerde interface bijdraagt.

Voorspel capaciteit zonder te veel te beloven voor één overdracht

Switches kiezen doorgaans een bundelinterface met een hash van velden zoals bron- en bestemmings-MAC-adressen, IP-adressen of transportpoorten. Frames in één verkeersstroom blijven op dezelfde bundelinterface om de volgorde te bewaren. Vier bundelinterfaces van 1 Gbit/s geven tot 4 Gbit/s gezamenlijke capaciteit in één richting, maar één gewone verkeersstroom blijft beperkt door een bundelinterface van 1 Gbit/s.

Verschillende verkeersstromen kunnen nog steeds naar dezelfde verbinding worden gehasht. Een bestandsoverdracht tussen twee hosts wordt niet automatisch gelijkmatig over alle bundelinterfaces verdeeld. Selecteer hashvelden die in het werkelijke verkeer variëren; port-channel load-balance src-dst-ip gebruikt bijvoorbeeld IP-adresparen. Redundantie en totale capaciteit zijn afzonderlijke voordelen naast de snelheid van één communicatie.

Voeding via Ethernet vervoert gelijkstroom en Ethernetgegevens over kabel met getwiste aderparen. Zo kan een telefoon, camera, paslezer of accesspoint voor beide één kabel gebruiken. De PSE, voedende apparatuur, is een switch of injector; het PD, gevoede apparaat, ontvangt de voeding.

Detecteer het apparaat voordat je voeding levert

Een PSE die aan de standaard voldoet, controleert op een geldige PoE-signatuur en classificeert het PD voordat die de bedrijfsspanning inschakelt, nominaal ongeveer 48 V. De PSE zet die bedrijfsspanning niet zonder onderscheid op elk aangesloten apparaat. Passieve injectors die zonder IEEE-detectie een vaste spanning aanbieden, kunnen niet-compatibele apparatuur beschadigen.

Het verschil houdt rekening met kabelverlies. Vergelijk de vermogensbehoefte van een apparaat met het beschikbare vermogen bij het apparaat, terwijl je de reserveringen van de switch aan de PSE-zijde optelt. Een PSE van een hoger type ondersteunt apparaten van een lager type; een apparaat met een hoge vermogensbehoefte op een ontoereikende poort kan functies verliezen of niet opstarten.

Tel het gereserveerde vermogen op

Klassen geven de PSE-toewijzingen aan: klasse 1 is 4 W, klasse 2 is 7 W, klassen 0 en 3 zijn 15,4 W, klasse 4 is 30 W, klasse 5 is 45 W, klasse 6 is 60 W, klasse 7 is 75 W en klasse 8 is 90 W. LLDP of Cisco CDP kan een nauwkeuriger ondersteunde aanvraag doorgeven.

Een switch van 370 W is gepland voor 12 telefoons van klasse 2, acht camera's van klasse 4 en twee accesspoints van klasse 4:

• Telefoons reserveren $12\times 7=84$ W.
• Camera's reserveren $8\times 30=240$ W.
• Accesspoints reserveren $2\times 30=60$ W.
• Het totaal is 384 W, waarmee het 370 W met 14 W overschrijdt.

Ook als elke poort afzonderlijk 30 W ondersteunt, is het totaal te groot. De switch kan voeding weigeren op basis van toewijzing en prioriteit. Kies meer totaalvermogen, verdeel de apparaten over PSE's, gebruik geschikte injectors of begroot gecontroleerde onderhandelde aanvragen waar dat wordt ondersteund. Ga er niet van uit dat een laag tijdelijk verbruik van een apparaat het toegestane maximum is.

Controleer bekabeling en werkingsstatus

Moderne PoE-installaties gebruiken Cat5e of beter en moeten ook voldoen aan de Ethernetsnelheidsstandaard. De oorspronkelijke Type 1 kan Cat3 gebruiken, terwijl Type 2 en hoger Cat5e of beter vereisen. De gebruikelijke kanaallimiet van 100 m blijft gelden. Hogere stroom verwarmt aders, vooral in grote bundels; aderdikte, categorie en installatieomstandigheden beïnvloeden de warmte. Cat6A en dikkere aders kunnen helpen, samen met geschikte bundelgroottes en temperatuurclassificaties.

Glasvezel kan geen PoE leveren. Een apparaat op afstand dat via glasvezel is aangesloten, heeft lokale voeding of een afzonderlijk koperen voedingspad nodig, zoals een geschikte hybride kabel. Een groter optisch bereik neemt die voedingsbehoefte niet weg.

Op Cisco-apparatuur toont show power inline het totale budget, het toegewezen of gebruikte vermogen, het resterende vermogen en informatie per poort. power inline auto schakelt normaal PoE-gedrag in; power inline never schakelt het uit. Controleer bij een apparaat dat uit blijft de poortmogelijkheden, het resterende budget, de administratieve voedingsinstelling en de kabeltoestand voordat je het Ethernet-VLAN als oorzaak aanwijst.