交换机的背板带宽，交换容量，包转发率区别

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=96*133=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*（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），

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）

 

一、名词解释

交换容量：所有端口全双工的容量。

背板容量（背板带宽、交换带宽）：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。一台交换机的背板带宽越高，所能处理数据的能力就越强。一般会是交换容量的1.2倍至几倍不等，这和设备的交换结构有关（如共享总线、交叉总线）。

包转发率（吞吐量、吞吐率）：满配的GE接口数×1.488Mpps（或FE接口数×0.1488Mpps）。

二、线速标准

1、交换容量×2小于背板容量，则可实现全双工无阻塞交换，证明该设备可线速交换。

2、若包转发率小于GE接口数×1.488Mpps，则可实现二层、三层线速转发。

3、同时满足以上两个条件的交换机、路由器可称为线速设备。

三、举例

2950G-48交换机：

交换容量=2×1000+48×100=6.8Gbps

背板容量=2×1000×2+48×100×2=13.6Gbps

包转发率=6.8×1.488=10.118Mpps