交换机主要参数详解

　　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：

　　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。