交换机主要参数详解

﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2022-09-09 04:55 245阅读 0赞

我们购买交接机就是要求这款交换机做到线性无阻塞传输。我们如何去考察一个交换机的背板带宽是否够用呢?如何去确定你买的交换机设计是否合理，存在阻塞的结构设计呢？

应该从两个方面来考虑:

1、所有端口容量 X 端口数量之和的2倍应该小于背板带宽，可实现全双工无阻塞交换，证明交换机具有发挥最大数据交换性能的条件。  
　　2、满配置吞吐量(Mbps)=满配置GE端口数×1.488Mpps，其中1个千兆端口在包长为64字节时的理论吞吐量为1.488Mpps。例如，一台最多可以提供64个千兆端口的交换机，其满配置吞吐量应达到 64×1.488Mpps = 95.2Mpps，才能够确保在所有端口均线速工作时，提供无阻塞的包交换。  
　　一般是两者都满足的交换机才是合格的交换机。背板相对大，吞吐量相对小的交换机，除了保留了升级扩展的能力外就是软件效率/专用芯片电路设计有问题;背板相对小。吞吐量相对大的交换机，整体性能比较高。不过背板带宽是可以相信厂家的宣传的，可吞吐量是无法相信厂家的宣传的，因为后者是个设计值，测试很困难的并且意义不是很大。

### 一、交换机背板带宽　　 ###

交换机的背板带宽，是交换机接口处理器或接口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量。背板带宽标志了交换机总的数据交换能力，单位为Gbps，也叫交换带宽，一般的交换机的背板带宽从几Gbps到上百Gbps不等。

### 二、如何计算背板带宽 ###

1）线速的背板带宽

线速的背板带宽 = 端口数\*相应端口速率\*2（全双工模式）

说明:主要考察交换机上所有端口能提供的总带宽；如果总带宽≤标称背板带宽，那么背板带宽是可以做到线速。

2）第二层包转发线速  
　　第二层包转发率 = 千兆端口数量×1.488Mpps + 百兆端口数量\*0.1488Mpps + 其余类型端口数\*相应计算方法

说明:如果第二层包转发率≤标称二层包转发速率，那么交换机在做第二层交换的时候可以做到线速。

3）第三层包转发线速

第三层包转发率 = 千兆端口数量×1.488Mpps + 百兆端口数量\*0.1488Mpps + 其余类型端口数\*相应计算方法

说明:如果这个速率能≤标称三层包转发速率，那么交换机在做第三层交换的时候可以做到线速。

注意:如果能满足上面三个条件，那么我们就说这款交换机真正做到了线性无阻塞。

### 三、什么是交换容量和转发性能？ ###

由于交换引擎 是作为模块化交换机数据包转发的核心，所以这一指标能够真实反映交换机的性能。对于固定端口交换机，交换引擎和网络接口模板是一体的，所以厂家提供的转发 性能参数就是交换引擎的转发性能，这一指标是决定交换机性能的关键。支持第三层交换的设备，厂家会分别提供第二层转发速率和第三层转发速率，一般二层能力 用bps，三层能力用pps，采用不同体系结构的模块化交换机，这两个参数的意义是不同的。但是，对于一般的局域网用户而言，只关心这两个指标就可以了，它是决定该系统性能的关键指标。对于大型园区网和城域网用户，讨论交换机的体系结构和第三层优化算法是有意义的。

### 四、交换容量和转发性能的计算 ###

1、交换容量的大小由缓存（BUFFER）的位宽及其总线频率决定。即，交换容量＝缓存位宽\*缓存总线频率=96\*133=12.8Gbps

2、 端口容量是如何计算？  
　　因交换机端口支持全双工，因此交换机端口容量是其能够提供端口之和的两倍。即，  
　　端口容量＝2\*（n\*100Mbps+m\*1000Mbps）（n：表示交换机有n个100M端口，m：表示交换机有m个1000M端口），  
　　3、转发能力是如何计算？  
　　考验转发能力以能够处理最小包长来衡量，对于以太网最小包为64BYTE，加上帧开销20BYTE，因此最小包为84BYTE。  
　　对于1个全双工1000Mbps接口达到线速时要求：转发能力＝1000Mbps/((64+20)\*8bit)＝1.488Mpps  
　　对于1个全双工100Mbps接口达到线速时要求：转发能力＝100Mbps/((64+20)\*8bit)＝0.149Mpps

### 五、1.488Mpps是怎么得到的呢? ###

包转发线速的衡量标准是以单位时间内发送64byte的数据包（最小包）的个数作为计算基准的。对于千兆以太网来说，计算方法如下：

100Mbit/s的以太网络，100M换算成byte则是100/8=12.5M byte/s，换算出来就是12500000bytes。

因为在以太网的数据包中，最小的数据包的大小是64byte/s，加上8个byte的前导字节以及12个byte帧间间隙，合计就是84byte。那么用12500000/84=148809，所以就可以得到在100M吞吐量单向环境下的每秒最大的包转发个数148809，换算成k即为148.8k pps，也就是0.1488M pps。 0.1488M pps这个包转发率是100M的网络而言，那么1000M的网络，算出来的包转发率就应是1.488Mpps，对于10G网络对应的是14.88Mpps。