交換機性能名額分析

    收集了幾篇關于交換機背闆容量和交換容量的解釋文章，但發現有些不是很準确，隻能作參考。

交換機的背闆帶寬，是交換機接口處理器或接口卡和資料總線間所能吞吐的最大資料量。背闆帶寬标志了交換機總的資料交換能力，機關為Gbps，也叫交換帶寬，一般的交換機的背闆帶寬從幾Gbps到上百Gbps不等。一台交換機的背闆帶寬越高，所能處理資料的能力就越強，但同時設計成本也會越高。

    一般來講，計算方法如下:

1）線速的背闆帶寬

考察交換機上所有端口能提供的總帶寬。計算公式為端口數*相應端口速率*2（全雙工模式）如果總帶寬≤标稱背闆帶寬，那麼在背闆帶寬上是線速的。

2）第二層包轉發線速

第二層包轉發率=千兆端口數量×1.488Mpps+百兆端口數量*0.1488Mpps+其餘類型端口數*相應計算方法，如果這個速率能≤标稱二層包轉發速率，那麼交換機在做第二層交換的時候可以做到線速。

3）第三層包轉發線速

第三層包轉發率=千兆端口數量×1.488Mpps+百兆端口數量*0.1488Mpps+其餘類型端口數*相應計算方法，如果這個速率能≤标稱三層包轉發速率，那麼交換機在做第三層交換的時候可以做到線速。

    那麼，1.488Mpps是怎麼得到的呢?

包轉發線速的衡量标準是以機關時間内發送64byte的資料包（最小包）的個數作為計算基準的。對于千兆以太網來說，計算方法如下：1，000，000，000bps/8bit/（64＋8＋12）byte=1,488,095pps 說明：當以太網幀為64byte時，需考慮8byte的幀頭和12byte的幀間隙的固定開銷。故一個線速的千兆以太網端口在轉發64byte包時的包轉發率為1.488Mpps。快速以太網的統速端口包轉發率正好為千兆以太網的十分之一，為0.1488Mpps。

*對于萬兆以太網，一個線速端口的包轉發率為14.88Mpps。

*對于千兆以太網，一個線速端口的包轉發率為1.488Mpps。

*對于快速以太網，一個線速端口的包轉發率為0.1488Mpps。

*對于OC－12的POS端口，一個線速端口的包轉發率為1.17Mpps。

*對于OC－48的POS端口，一個線速端口的包轉發率為468Mpps。

是以說，如果能滿足上面三個條件，那麼我們就說這款交換機真正做到了線性無阻塞。

    背闆帶寬資源的使用率與交換機的内部結構息息相關。目前交換機的内部結構主要有以下幾種：一是共享記憶體結構，這種結構依賴中心交換引擎來提供全端口的高性能連接配接，由核心引擎檢查每個輸入包以決定路由。這種方法需要很大的記憶體帶寬、很高的管理費用，尤其是随着交換機端口的增加，中央記憶體的價格會很高，因而交換機核心成為性能實作的瓶頸；二是交叉總線結構，它可在端口間建立直接的點對點連接配接，這對于單點傳輸性能很好，但不适合多點傳輸；三是混合交叉總線結構，這是一種混合交叉總線實作方式，它的設計思路是，将一體的交叉總線矩陣劃分成小的交叉矩陣，中間通過一條高性能的總線連接配接。其優點是減少了交叉總線，降低了成本，減少了總線争用；但連接配接交叉矩陣的總線成為新的性能瓶頸。

交換容量，背闆帶寬，包轉發率含義

背闆帶寬，是交換機接口處理器或接口卡和資料總線間所能吞吐的最大資料量。一台交換機的背闆帶寬越高，所能處理資料的能力就越強，但同時設計成本也會上去。

但是，我們如何去考察一個交換機的背闆帶寬是否夠用呢？顯然，通過估算的方法是沒有用的，我認為應該從兩個方面來考慮：

1、）所有端口容量X端口數量之和的2倍應該小于背闆帶寬，可實作全雙工無阻塞交換，證明交換機具有發揮最大資料交換性能的條件。

2、）滿配置吞吐量(Mpps)=滿配置GE端口數×1.488Mpps其中1個千兆端口在包長為64位元組時的理論吞吐量為1.488Mpps。例如，一台最多可以提供64個千兆端口的交換機，其滿配置吞吐量應達到 64×1.488Mpps = 95.2Mpps，才能夠確定在所有端口均線速工作時，提供無阻塞的包交換。如果一台交換機最多能夠提供176個千兆端口，而宣稱的吞吐量為不到261.8Mpps(176 x 1.488Mpps = 261.8)，那麼使用者有理由認為該交換機采用的是有阻塞的結構設計。一般是兩者都滿足的交換機才是合格的交換機。

比如：

2950G-48

背闆＝2×1000×2＋48×100×2(Mbps)＝13.6(Gbps)

相當于13.6/2=6.8個千兆口

吞吐量=6.8×1.488=10.1184Mpps

4506

背闆64G

滿配置千兆口

4306×5＋2（引擎）＝32

吞吐量＝32×1.488=47.616

一般是兩者都滿足的交換機才是合格的交換機。

背闆相對大，吞吐量相對小的交換機，除了保留了更新擴充的能力外就是軟體效率或專用晶片電路設計有問題；背闆相對小。吞吐量相對大的交換機，整體性能比較高。不過背闆帶寬是可以相信廠家的宣傳的，可吞吐量是無法相信廠家的宣傳的，因為後者是個設計值，測試 很困難的并且意義不是很大。 （這句話好像說反了）

交換機的背版速率一般是：Mbps,指的是第二層，對于三層以上的交換才采用Mpps。

背闆帶寬資源的使用率與交換機的内部結構息息相關。目前交換機的内部結構主要有以下幾種：一是共享記憶體結構，這種結構依賴中心交換引擎來提供全端口的高性能連接配接，由核心引擎檢查每個輸入包以決定路由。這種方法需要很大的記憶體帶寬、很高的管理費用，尤其是随着交換機端口的增加，中央記憶體的價格會很高，因而交換機核心成為性能實作的瓶頸；二是交叉總線結構，它可在端口間建立直接的點對點連接配接，這對于單點傳輸性能很好，但不适合多點傳輸；三是混合交叉總線結構，這是一種混合交叉總線實作方式，它的設計思路是，将一體的交叉總線矩陣劃分成小的交叉矩陣，中間通過一條高性能的總線連接配接。其優點是減少了交叉總線數，降低了成本，減少了總線争用；但連接配接交叉矩陣的總線成為新的性能瓶頸。

交換機的交換容量

交換機的交換容量又稱為背闆帶寬或交換帶寬，是交換機接口處理器或接口卡和資料總線間所能吞吐的最大資料量。交換容量表明了交換機總的資料交換能力，機關為Gbps，一般的交換機的交換容量從幾Gbps到上百Gbps不等。一台交換機的交換容量越高，所能處理資料的能力就越強，但同時設計成本也會越高。

　　我們如何去衡量一個交換機的交換容量是否夠用呢？

　　1）所有端口容量乘以端口數量之和的2倍應該小于交換容量，這樣可實作全雙工無阻塞交換，證明交換機具有發揮最大資料交換性能的條件。

　　2）滿配置吞吐量（Mpps）＝滿配置端口數×1.488Mpps，其中1個千兆端口在包長為64位元組時的理論吞吐量為1.488Mpps。

　　交換容量資源的使用率與交換機的内部結構息息相關。目前交換機的内部結構主要有以下幾種：一是共享記憶體結構，這種結構依賴中心交換引擎來提供全端口的高性能連接配接，由核心引擎檢查每個輸入包以決定路由。這種方法需要很大的記憶體帶寬、很高的管理費用，尤其是随着交換機端口的增加，中央記憶體的價格會很高，因而交換機核心成為性能實作的瓶頸；二是交叉總線結構，它可在端口間建立直接的點對點連接配接，這對于單點傳輸性能很好，但不适合多點傳輸；三是混合交叉總線結構，這是一種混合交叉總線實作方式，它的設計思路是，将一體的交叉總線矩陣劃分成小的交叉矩陣，中間通過一條高性能的總線連接配接。其優點是減少了交叉總線數，降低了成本，減少了總線争用；但連接配接交叉矩陣的總線成為新的性能瓶頸。

交換容量和包轉發率之間什麼關系

交換容量=轉發帶寬=包轉發速率*8*（64＋8＋12）=1344*包轉發速率

但當我看到CISCO Catalyst 3560G-24TS--24的參數的時候，無法驗證該公式。

Cisco Catalyst 3560G-24TS--24個以太網10/100/1000端口，4個SFP千兆位以太網端口；1RU 32Gbps轉發帶寬

基于64位元組分組的轉發速率：38.7Mpps

我判斷該交換機不是線速交換機。如果是線速,轉發速率=（24+4)*1.48809=41.66652M,

轉發帶寬=(24+4)*1*2=56G

是不是公式錯了，但很多産品的參數都驗證了該公式啊

交換容量和轉發速率（華為的）

交換容量和轉發速率:

1、我公司低端LSW交換均采用存儲轉發模式，交換容量的大小由緩存（BUFFER）的位寬及其總線頻率決定。

即，交換容量＝緩存位寬*緩存總線頻率=96*133=12.8Gbps

2、端口容量是如何計算？

我司低端LSW端口均支援全雙工，是以交換機端口容量是其能夠提供端口之和的兩倍。即，

端口容量＝2*（n*100Mbps+m*1000Mbps）（n：表示交換機有n個100M端口，m：表示交換機有m個1000M端口），

3、 轉發能力是如何計算？

我司LSW全部為線速轉發，考驗轉發能力以能夠處理最小包長來衡量，對于以太網最小包為64BYTE，加上幀開銷20BYTE，是以最小包為84BYTE。

對于1個全雙工1000Mbps接口達到線速時要求：轉發能力＝1000Mbps/((64+20)*8bit)＝1.488Mpps

對于1個全雙工100Mbps接口達到線速時要求：轉發能力＝100Mbps/((64+20)*8bit)＝0.149Mpps

背闆容量和交換容量

背闆帶寬

　　線卡插槽和背闆之間的接口帶寬是衡量萬兆以太網裝置最基本也是最重要的名額之一。為萬兆以太網設計的交換機/路由器，線卡插槽的背闆接口帶寬至少需要10Gbps，比較理想的裝置是能具備不少于40Gbps（雙向）的接口帶寬以支援單線卡4個萬兆以太網接口的密度。同時，被選購的裝置應當滿足在未來線卡端口密度增加時，交換機隻需替換線卡而無需替換系統背闆的要求。當線卡上使用者端口的總帶寬超過了與背闆之間的帶寬時，稱之為“過載”使用，此時使用者端口将不可能達到線速。

交換容量

　　交換容量是指系統中使用者接口之間交換資料的最大能力，使用者資料的交換是由交換矩陣實作的。傳統的總線式交換方式容量有限，不再被萬兆以太網交換機所采用，取而代之的是矩陣式交換，這也是中高端千兆以太網交換機的主要交換形式。在無阻塞交換結構中，交換容量＝交換矩陣與線卡之間的帶寬×線卡插槽數。

　　交換機中的交換晶片是核心交換功能部件，通常提供比系統實際交換容量更大的交換能力。由于控制處理卡（或備援配置時）通常會占用部分交換晶片的接口用于處理路由和管理等資訊，系統實際資料交換容量将小于交換晶片的總容量。例如，一台交換晶片總容量為640Gbps（80Gbps*8）的裝置，實際可用的線卡插槽為7個，可提供的線卡為單線卡2端口萬兆以太網接口。那麼該系統的實際可利用交換容量是40Gbps×7=280Gbps；未來可利用的（提供單線卡4端口萬兆以太網接口時）最大交換容量為80Gbps×7=560Gbps。

　　在選擇萬兆以太網交換機時，系統的實際交換容量、最大可利用交換容量和交換晶片總容量都是非常重要的名額。使用者在選擇産品時一定要清楚地了解實際交換容量和最大可利用交換容量才是選擇交換機最重要的名額，前者是實際可得到的處理能力，後者與未來擴充能力密切相關。

　　當交換容量小于系統最大端口配置時的總帶寬時，就有可能出現交換阻塞。在選擇核心交換機或支援對時延敏感的應用時，一定要選擇無阻塞交換矩陣結構的交換機。

吞吐量＝32×1.488=47.616

一般是兩者都滿足的交換機才是合格的交換機。

交換機的背版速率一般是：Mbps,指的是第二層， 對于三層以上的交換才采用Mpps。

轉發帶寬=包轉發速率*8*（64＋8＋12）=1344*包轉發速率

Cisco Catalyst 3560G-24TS--24個以太網10/100/1000端口，4個SFP千兆位以太網端口；1RU

32Gbps轉發帶寬

交換機背闆帶寬計算方法

2、）滿配置吞吐量(Mpps)=滿配置GE端口數×1.488Mpps其中1個千兆端口在包長為64位元組時的理論吞吐量為1.488Mpps。例如，一台最多可以提供64個千兆端口的交換機，其滿配置吞吐量應達到 64×1.488Mpps = 95.2Mpps，才能夠確定在所有端口均線速工作時，提供無阻塞的包交換。如果一台交換機最多能夠提供176個千兆端口，而宣稱的吞吐量為不到261.8Mpps(176 x 1.488Mpps = 261.8)，那麼使用者有理由認為該交換機采用的是有阻塞的結構設計。

背闆相對大，吞吐量相對小的交換機，除了保留了更新擴充的能力外就是軟體效? ?專用晶片電路設計有問題；背闆相對小。吞吐量相對大的交換機，整體性能比較高。不過背闆帶寬是可以相信廠家的宣傳的，可吞吐量是無法相信廠家的宣傳的，因為後者是個設計值，測試很困難的并且意義不是很大。

交換機的背版速率一般是：Mbps,指的是第二層，對于三層以上的交換才采用Mpps 。