交换机性能参数计算公式

1、背板带宽

背板带宽，是指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。背板带宽是模块化交换机上的概念，固定端口交换机不存在这个概念，固定端口交换机的背板容量和交换容量大小是相等的。

交换机背板速率单位一般为Mbps，指的是二层，对于三层以上交换才采用Mpps

bps = bit/s，每秒比特数

pps = packet/s，每秒包数

2、交换机容量计算方法

交换机的交换容量，是指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。交换容量表明了交换机总的数据交换能 力，单位是Gbps

交换机端口数量*相应端口速率*2(全双工)

48*1000Mbps*2=96000Mbps=96Gbps

交换机容量(交换机的总带宽，也称端口总带宽)  ≤ (小于等于) 背板带宽

如果交换机容量小于等于背板带宽，那么背板带宽上是线速的。

3、包转发率计算方法

包转发率，用来衡量网络设备转发数据能力的标准,包转发率以数据包为单位,体现了交换机的交换能力，单位是pps

1Byte(字节)=8bit(位)

举例说明100Mbit/s的以太网络，100M换算成Byte则是100 000/8=12500KByts/s=12.5MByte/s

也就是说100Mbit/s的带宽以太网络每秒传输12.5MByte数据大小的文件。

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=148809Bpps，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148809B pps，换算成K即为148.8K pps，也就是0.1488M pps。

对于一个全双工百兆接口达到线速时要求：包转发率同理，求得：

12500000Bbps/84=148809Byte/s=0.148809MByte/s=0.1488Mpps

一个千兆以太网，一个线速端口的包转发率为1.488Mpps

一个万兆以太网，一个线速端口的包转发率为14.88Mpps

OC-12的POS端口，一个线速端口的包转发率为1.17Mpps

OC-48的POS端口，一个线速端口的包转发率为468Mpps

4、线速转发

端口在满负载的情况下，对帧进行无差错的转发称为线速转发。

线速转发，即线性无阻塞传输。需要满足以下两个条件：

A、交换机背板带宽>=交换容量，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、交换机最大吞吐量>=端口数量*端口包转发率

端口数量*交换机每个端口的包转发率=交换机所有端口包转发率总量(交换机最大吞吐量)，

48*1.488Mpps=71.424Mpps

交换机性能参数计算公式
交换机实际背板带宽的计算：
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。

交换机线速包转发率的计算：（包转发率不看单包大小，只看能转发多少个单包）
第二/第三层包转发 ： （千兆端口数 * 1.488 Mpps） + （万兆端口数 * 14.88 Mpps）
如果速率 ≤ 标称三层包转发速率，那么交换机在做第二/第三层交换时可以做到线速。

交换机端口速率的计算：
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。
以太网最小帧长度64byte，加上20byte的开销，总计84byte。
端口速率： 1,000,000,000 bps / 8bit / (64+8+12) byte = 1,488,095 pps = 1.488 Mpps ( pps换算Mpps是百万分之一 )
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

交换机端口实际吞吐量的计算：
从pps换算到bps： 1,488,095 pps * (64+8+12) byte * 8 = 999,999,840 bps = 999,999 Kbps = 999.9 Mbps ≈ 1000 Mbps ( 千兆端口 )

以华为S1730S-S48T4S-A 标称 背板带宽216Gbps 包转发率 77.38Mpps
实际总带宽：52 * 1000 Mbps * 2 = 104,000 Mbps = 104 Gbps
实际包转发：52 * 1.488 Mpps = 77.376 Mpps

Q1. 若该交换机每秒单包跑以太网最大帧1536byte，最多能跑满多少个1000Mbps端口？
A1：
1个1000Mbps跑满单包1536byte消耗的带宽： 1,488,095 pps * (1500+20+12+4) byte * 8 = 18.285 Gbps ( 单个千兆接口跑满以太网最大帧消耗的背板带宽 )
216 Gbps / 18.285 Gbps = 11.8129 ≈ 11 个千兆端口
11个千兆端口跑满单包1536byte占用的包转发率： 18,285,000,000 bps(18.285 Gbps) * 11 个 / 8bit / (1500+20+12+4) byte = 16,368,408 pps ≈ 16.368 Mpps
交换机标称背板带宽跑满单包1536byte占用的包转发率： 216,000,000,000 bps(216 Gbps) / 8bit / (1500+20+12+4) byte = 17,578,125 pps ≈ 17.578 Mpps