交换机的背板带宽，交换容量，包转发率区别及计算方法

交换机的背板带宽，交换容量，包转发率区别
背板带宽指的是背板整个的交换容量，交换容量指cpu的交换容量，包转发指的是三层转发的容量
一、背板带宽
1.交换机背板带宽含义
交换机的背板带宽也叫背板容量，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，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。
2.交换机的内部结构
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。
3.线性无阻塞传输
我们购买交接机最佳性能，就是要求这款交换机做到了线性无阻塞传输。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？
计算公式：
A、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。
B、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。
举例：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)，那么用户有理由认为该交换机采用的是有阻塞的结构设计。
*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OC－12的POS端口，一个线速端口的包转发率为1.17Mpps。
*对于OC－48的POS端口，一个线速端口的包转发率为468MppS。
所以说，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;
交换机的背版速率一般是：Mbps,指的是第二层，
对于三层以上的交换才采用Mpps
4.背板带宽不存在与固定的端口的交换机中
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。
二、交换容量
它是内核CPU与总线的传输容量，一般比背板带宽小
H3C低端LSW交换均采用存储转发模式，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=96133=12.8Gbps
H3C高端的交换机的 交换容量可以等于端口总容量的2倍，端口总容量＝2（n100Mbps+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），
三、包转发率
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
单位：Mpps （兆个包每秒）
先认识一下交换机的基本参数。

交换机：包转发率

这个概念到底起什么作用？

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/（64＋8＋12）byte=1,488,095pps 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

记住以下的：

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。 对于百兆以太网，一个线速端口的包转发率为0.1488Mpps

如：一台24个千兆端口的桌面交换机（连接电脑），其最大吞吐量应达到24*1.488Mpps=35.712Mpps，才能保证所有端口线速工作时，提供无阻塞的包交换。

交换机：背板带宽

一、背板带宽

交换机背板带宽含义 交换机的背板带宽也叫背板容量，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，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。

背板概念：我个人一直理解成电脑的总线。背板带宽计算方式：每种端口的速率乘以端口数量之和，再乘以2

背板带宽：接入交换机：以24口接入交换机为例（24个千兆口）24*1000x 2(Mbit/s) /1024(Mbit/s)= 46.875 (Gbit/s)核心交换机：接入交换机数量乘以46.875 (Gbit/s)

实验：桌面型交换机带20台电脑上网

设备：桌面型交换机（俗称傻瓜交换机）公布包转发率：35.7Mpps 接口：24个10/100/1000Base-TX以太网端口， (就是24个1000M） 计算：1.488Mpps*24 =35.712Mpps包转发率：结果35.712Mpps =公布包转发率：35.7Mpps,满足全端口“线速转发”。

公布背板带宽：48Gbps

计算：24*1000x 2(Mbit/s) /1024(Mbit/s)= 46.875 (Gbit/s)

背板带宽：结果46.875 (Gbit/s)<公布背板带宽：48Gbps，满足全端口

实验：网上随便找到的两个千兆交换机

实验：某个公司有300台电脑上网，三层核心怎么选。初步预计要用15个千兆交换机。
通过上面的实验已经证实，每一个交换机的包转发率要达到35.712Mpps，背板带宽要达到46.875 (Gbit/s)。
核心交换机背板带宽：接入交换机数量15X46.875 (Gbit/s)=703.125 Gbit/s吞吐量包转发率：接入交换机： 1.488Mpps*2 =2.976Mpps（解释：一个端口上联到核心，但是有上行和下行。）
核心交换机包转发率：接入交换机数量15X2.976Mpps =44.64Mpps

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