交换机参数指标计算

1、几个概念的总结：、引擎转发性能（交换容量、转发能力）背板带宽只有模块交换机（拥有可扩展插槽，可灵活改变端口数量）才有这个概念，固定端口交换机是没有这个概念的，并且固定端口交换机的背板容量和交换容量大小是相等的。背板带宽决定了各板卡（包括可扩展插槽中尚未安装的板卡）与交换引擎间连接带宽的最高上限。由于模块化交换机的体系结构不同，背板带宽并不能完全有效代表交换机的真正性能。固定端口交换机不存在背板带宽这个概念。但是，我们如何去考察一个交换机的背板带宽是否够用呢？显然，通过估算的方法是没有用的，我认为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(2倍为考虑端口模式为全双工的情况)应该

2、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(Mpps)=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即每秒钟能转发1.488M个64字节的数据包。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641.488Mpps = 95.2Mpps，才能够确保在所有端口均线速(理论上能够达到的最大速率)工作时，提供无阻塞的包交换。如果一台交换机最多能够提供176个千兆端口，而宣称的吞吐量为不到261.8Mpps(176 x 1.488Mpps = 261.8)，那么用户有理由

3、认为该交换机采用的是有阻塞的结构设计。一般是两者都满足的交换机才是合格的交换机。交换引擎的转发性能(交换容量、转发能力）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

4、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。另外，讲一下PPS是如何计算的:我们知道1个千兆端口的线速(包转发率是1.4881MPPS,百兆端口的线速包转发率是0.14881MPPS，这是国际标准，但是如何得来的呢？具体的数据包在传输过程中会在每个包的前面加上64个（前导符）preamble也就是一个64个字节的数据包，原本只有512个bit,但在传输过程中实际上会有512+64+96(96bit帧间隙)=672bit,也就是这时一个数据包的长度实际上是有672bit的千兆端口线速包转发率=1000Mbps/672=1.488095Mpps，约等于1.4881Mpps

5、,百兆除于10为0.14881Mpps设备选型时需要注意的几个方面：线速只能作为一个参考，绝大多数情况下端口实际速率不会达到线速；主频高点没有坏处，但是CPU在一般业务中的实际占用率是个很重要的指标。我们知道1个千兆端口的线速包转发率是1.4881MPPS,百兆端口的线速包转发率是0.14881MPPS，这是国际标准，但是如何得来的呢？具体的数据包在传输过程中会在每个包的前面加上64个（前导符）preamble也就是一个64个字节的数据包，原本只有512个bit,但在传输过程中实际上会有512+64+96=672bit,也就是这时一个数据包的长度实际上是有672bit的千兆端口线速包转发率=1

6、000Mbps/672=1.488095Mpps，约等于1.4881Mpps,百兆除于10为0.14881Mpps那么以后很简单了，其实直接用设备参数中的pps数值乘以672那么就转化成我们比较能理解的大众化的bps概念了。一般销售为了方便大家计算和整数化的理解就改672为500。理解了这个后忽然发现网络设备选型原来是那么的简单，我只需要预计网络中的总节点数和带宽需求及流量需求，那么需要的交换机性能型号和路由器型号就呼之欲出了。注：现在的设备很多是三层交换机，我们看到的参数是分别针对三层模块和二层模块来说的。例如4楼提到的的6509就是这样了。数据交换能力是720Gbps，但是路由包转发能力是

7、400Mpps。这里没有矛盾。因为两个数据都不是描述一件事情。交换机背板计算交换机的背板带宽，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。一台交换机的背板带宽越高，所能处理数据的能力就越强，但同时设计成本也会越高。一般来讲，计算方法如下:1）线速的背板带宽考察交换机上所有端口能提供的总带宽。计算公式为端口数*相应端口速率*2（全双工模式）如果总带宽标称背板带宽，那么在背板带宽上是线速的。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

8、端口数量*0.1488Mpps+其余类型端口数*相应计算方法，如果这个速率能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，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。那么，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：1，000，000，000bps/8bit/（64812）byte=1,488,09

9、5pps 说明：当以太网帧为64byte时，需考虑8byte的帧头和12byte的帧间隙的固定开销。故一个线速的千兆以太网端口在转发64byte包时的包转发率为1.488Mpps。快速以太网的线速端口包转发率正好为千兆以太网的十分之一，为148.8kpps。*对于万兆以太网，一个线速端口的包转发率为14.88Mpps。*对于千兆以太网，一个线速端口的包转发率为1.488Mpps。*对于快速以太网，一个线速端口的包转发率为0.1488Mpps。*对于OC12的POS端口，一个线速端口的包转发率为1.17Mpps。*对于OC48的POS端口，一个线速端口的包转发率为468MppS。所以说，如果能满

10、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背板带宽资源的利用率与交换机的内部结构息息相关。目前交换机的内部结构主要有以下几种：一是共享内存结构，这种结构依赖中心交换引擎来提供全端口的高性能连接，由核心引擎检查每个输入包以决定路由。这种方法需要很大的内存带宽、很高的管理费用，尤其是随着交换机端口的增加，中央内存的价格会很高，因而交换机内核成为性能实现的瓶颈；二是交叉总线结构，它可在端口间建立直接的点对点连接，这对于单点传输性能很好，但不适合多点传输；三是混合交叉总线结构，这是一种混合交叉总线实现方式，它的设计思路是，将一体的交叉总线矩阵划分成小的交叉矩阵，中间通过一条高性能的总线连接。其优点是减少了交叉总线数，降低了成本，减少了总线争用；但连接交叉矩阵的总线成为新的性能瓶颈。传输速率1M带宽的意思是1Mbps注意是bps而不是Bps！换算吧，1Bps=8bps；所以1Mbps=128KBps；所以下载速度最高为12