前言
大家好，我是林總，今天給大家講講衡量網絡性能的四大名額：帶寬、時延、抖動、丢包。
正文
如何客戶需要我們去評估一個網絡的性能，我們就可以從這四方面去進行評估。
帶寬
1、帶寬概念：
帶寬在百度百科中定義：在機關時間内從網絡中的某一點到另一點所能通過的“最高資料率”。
計算機網絡的帶寬是指網絡可通過的最高資料率，即每秒多少比特（常用的機關是bps(bit per second)）。
簡單的講：帶寬可以比喻是高速公路，表示機關時間内的能通過的車輛數；
2、帶寬的表示：
帶寬通常用bps表示，表示每秒多少bit；
描述帶寬時常常把“比特/秒”省略。例如，帶寬是100M，實際上是100Mbps，這裡的Mbps是指兆位/s。
但是我們平時下載下傳軟體的速度的機關是Byte/s（位元組/秒）。這裡涉及到Byte和bit的換算，二進制數系統中每個0或1就是一個位(bit)，位是資料存儲的最小機關，其中8bit就稱為一個位元組（Byte）。
是以我們在辦理寬帶的時候，100M的帶寬表示100Mbps，理論的的網絡下載下傳速度隻有12.5M Bps，實際可能還不足10MBps，這是因為受使用者計算機性能、網絡裝置品質、資源使用情況、網絡高峰期、網站服務能力、線路衰耗，信号衰減等多因素的影響，實際網速是無法到達理論網速的。
時延
時延：簡單的說，時延就是指封包從網絡的一端到另一端所需要的的時間；
舉個例子：我在自己的電腦上ping 百度的位址；
從ping的結果中，可以看到時延為12ms，這個時延就是指ICMP封包從我的電腦到百度的伺服器所需要得往返時延是12ms；
（Ping指一個資料包從使用者的裝置發送到測速點，然後再立即從測速點傳回使用者裝置的來回時間。也就是俗稱的網絡延時，以毫秒ms計算。）
網絡時延包括了處理時延、排隊時延、發送時延、傳播時延這四大部分。在實際中我們主要考慮發送時延與傳播時延。
下面我們具體看下每一個時延的含義；
1、處理時延：
交換機、路由器等網絡裝置在收到封包後要使用一定的時間進行處理。比如解封裝分析首部，提取資料，差錯檢驗，路由選擇等。
一般高速路由器的處理時延通常是微秒或更低的數量級。
2、排隊時延
排隊時延簡單來說就是路由器或交換機等網絡裝置處理資料包排隊所消耗的時間。
一個資料包的排隊時延取決于目前隊列中是否有其它封包在傳輸。
如果該隊列是空的，并且目前沒有其他封包在傳輸，則該封包的排隊時延為0；反之，如果流量很大，并且許多其他封包也在等待傳輸，該排隊時延将很大；
實際的排隊時延通常在毫秒到微秒級。
3、發送時延
發送時延簡單講就是路由器、交換機等網絡裝置發送資料所需要的時間，也就是路由器隊列遞交給網絡鍊路所需要的時間。
如果用L比特表示分組的長度，用R bps表示從路由器A到路由器B的鍊路傳輸速率，發送時延則是L/R。
實際的發送時延通常在毫秒到微秒級。
4、傳播時延
傳播時延是指封包在實際的實體鍊路上傳播資料所需要的時間。
傳播時延等于兩台路由器之間的距離除以傳播速率，即傳播時延是D/S，其中D是兩台路由器之間的距離，S是該鍊路的傳播速率。
實際傳播時延在毫秒級。
抖動
抖動：網絡抖動是指最大延遲與最小延遲的時間差，比如你通路一個網站的最大延遲是10ms，最小延遲為5ms，那麼網絡抖動就是5ms；
抖動可以用來評價網絡的穩定性，抖動越小，網絡越穩定；
尤其是我們在打遊戲的時候，需要網絡具有較高的穩定性，否則會影響遊戲體驗。
關于網絡抖動産生的原因：如果網絡發生擁塞後，排隊時延會影響端到端的延遲，可能造成從路由器A到路由器B的延遲忽大忽小，造成網絡的抖動；
丢包
丢包：簡單來說丢包就是指一個或多個資料包的資料無法通過網絡到達目的地，接收端如果發現資料丢失，會根據隊列序号向發送端送出請求，進行丢包重傳。
丢包的原因比較多，最常見的可能是網絡發生擁塞，資料流量太大，網絡裝置處理不過來自然而然就有些資料包會丢了。
丢包率是指測試中所丢失資料包數量占所發送資料包的比率。比如發送100個資料包，丢失一個資料包，那麼丢包率就是1%。
堆疊是指将多台支援堆疊特性的交換機通過堆疊線纜連接配接在一起，從邏輯上虛拟成一台交換裝置，作為一個整體參與資料轉發。堆疊是目前廣泛應用的一種橫向虛拟化技術，具有提高可靠性、擴充端口數量、增大帶寬、簡化組網等作用。
為什麼需要堆疊？
傳統的園區網絡采用裝置和鍊路備援來保證高可靠性，但其鍊路使用率低、網絡維護成本高，堆疊技術将多台交換機虛拟成一台交換機，達到簡化網絡部署和降低網絡維護工作量的目的。堆疊具有諸多優勢：
- 提高可靠性堆疊系統多台成員交換機之間形成備援備份，如下圖所示，SwitchA和SwitchB組成堆疊系統，SwitchA和SwitchB互相備份，SwitchA故障時，SwitchB可以接替SwitchA保證系統的正常運作。另外，堆疊系統支援跨裝置的鍊路聚合功能，也可以實作鍊路的備援備份。
- 堆疊示意圖
- 擴充端口數量如下圖所示，當接入的使用者數增加到原交換機端口密度不能滿足接入需求時，可以增加新交換機與原交換機組成堆疊系統擴充端口數量。
- 擴充端口數量示意圖
- 增大帶寬如下圖所示，當需要增大交換機上行帶寬時，可以增加新交換機與原交換機組成堆疊系統，将成員交換機的多條實體鍊路配置成一個聚合組，提高交換機的上行帶寬。
- 增大帶寬示意圖
- 簡化組網如下圖所示，網絡中的多台裝置組成堆疊，虛拟成單一的邏輯裝置。簡化後的組網不再需要使用MSTP等破環協定，簡化了網絡配置，同時依靠跨裝置的鍊路聚合，實作單裝置故障時的快速切換，提高可靠性。
- 簡化組網示意圖
- 長距離堆疊如下圖所示，每個樓層的使用者通過樓道交換機接入外部網絡，現将各相距較遠的樓道交換機連接配接起來組成堆疊，這相當于每棟樓隻有一個接入裝置，網絡結構變得更加簡單。每棟樓有多條鍊路到達核心網絡，網絡變得更加健壯、可靠。對多台樓道交換機的配置簡化成對堆疊系統的配置，降低了管理和維護的成本。
- 長距離堆疊示意圖
有哪些裝置可以堆疊？
主流交換機都支援堆疊，如華為S系列園區交換機、CloudEngine資料中心交換機都有款型支援堆疊。對于S系列園區交換機，僅盒式交換機有款型支援堆疊；兩台框式交換機組建在一起叫叢集。對于CloudEngine資料中心交換機，框式交換機和盒式交換機都有款型支援堆疊，兩者的差異在于框式交換機僅支援兩台裝置組建堆疊。
如何建立堆疊？
在介紹堆疊是如何建立之前，先介紹下堆疊建立過程中用到的相關概念。
主、被、從交換機
堆疊系統中所有的單台交換機都稱為成員交換機，按照功能不同，可以分為三種角色：
- 主交換機（Master）：主交換機負責管理整個堆疊。堆疊系統中隻有一台主交換機。
- 備交換機（Standby）：備交換機是主交換機的備份交換機。堆疊系統中隻有一台備交換機。當主交換機故障時，備交換機會接替原主交換機的所有業務。
- 從交換機（Slave）：從交換機用于業務轉發，堆疊系統中可以有多台從交換機。從交換機數量越多，堆疊系統的轉發帶寬越大。
- 除主交換機和備交換機外，堆疊中其他所有的成員交換機都是從交換機。當備交換機不可用時，從交換機承擔備交換機的角色。
主交換機、備交換機和從交換機都可以進行業務流量的轉發。添加、移除或替換堆疊成員交換機，都可能導緻堆疊成員角色的變化。
堆疊ID
堆疊ID用來辨別堆疊成員交換機，是成員交換機的槽位号。每個堆疊成員交換機在堆疊系統中具有唯一的堆疊ID。
堆疊優先級
堆疊優先級是成員交換機的一個屬性，主要用于角色選舉過程中确定成員交換機的角色，優先級值越大表示優先級越高，優先級越高當選為主交換機的可能性越大。
堆疊的建立過程
堆疊建立的過程包括以下四個階段：
- 根據網絡需求，選擇堆疊線纜、連接配接方式。不同産品支援的實體連接配接方式有差異。
- 對于S系列園區盒式交換機和CloudEngine資料中心盒式交換機，支援鍊形和環形兩種連接配接拓撲。
- 對于CloudEngine資料中心框式交換機，支援SIP口連接配接和業務口連接配接兩種方式。
- 選舉主交換機。
- 所有成員交換機上電後，堆疊系統開始進行主交換機的選舉。在堆疊系統中每台成員交換機都具有一個确定的角色，其中，主交換機負責管理整個堆疊系統。
- 配置設定堆疊ID和備交換機選舉。
- 主交換機選舉完成後，主交換機會收集所有成員交換機的拓撲資訊，根據拓撲資訊計算出堆疊轉發表項下發給堆疊中的所有成員交換機，并向所有成員交換機配置設定堆疊ID。之後進行備交換機的選舉，作為主交換機的備份交換機。除主交換機外最先完成裝置啟動的交換機優先被選為備份交換機。
- 同步軟體版本和配置檔案。
- 角色選舉、拓撲收集完成之後，所有成員交換機會自動同步主交換機的軟體版本和配置檔案。
- 堆疊系統具有自動加載系統軟體的功能，待組成堆疊的成員交換機不需要具有相同軟體版本，隻需要版本間相容即可。當備交換機或從交換機與主交換機的軟體版本不一緻時，備交換機或從交換機會自動從主交換機下載下傳系統軟體，然後使用新系統軟體重新開機，并重新加入堆疊。
- 堆疊系統具有配置檔案同步機制，主交換機儲存整個堆疊系統的配置檔案，并進行整個堆疊系統的配置管理。備交換機或從交換機會将主交換機的配置檔案同步到本交換機并執行，以保證堆疊中的多台裝置能夠像一台裝置一樣在網絡中工作，并且在主交換機出現故障之後，其餘交換機仍能夠正常執行各項功能。
在常見的網絡項目中，會用到光子產品，也簡稱SFP子產品或者SFP+子產品。
關于SFP+光子產品如何使用？
在企業網絡部署、資料中心建設都離不開光子產品與交換機。光子產品主要是用來将電信号與光信号進行轉換，而交換機則是對光電信号起到轉發作用。在衆多光子產品中，SFP+光子產品是目前被應用的最多的光子產品之一，在與交換機搭配使用時采用不同的連接配接方式可實作不同的網絡需求。
一、SFP+光子產品是什麼
SFP+光子產品是屬于SFP光子產品中的一種10G光纖子產品，它獨立于通信協定。一般與交換機、光纖路由器、光纖網卡等相連接配接，被應用在10G bps以太網以及8.5G bps光纖通道系統中，能滿足資料中心更高的速率需求，實作資料中心的網絡擴充與轉換。
SFP+光子產品線卡密度高、體積小，可與其他類型的10G子產品互通，為資料中心提供更高的安裝密度，節約成本。也是以而成為市場上主流的可插拔光子產品。
二、SFP+光子產品的種類
正常情況下，SFP+光子產品是按照實際應用來進行分類的，常見的有10G SFP+、BIDI SFP+、CWDM SFP+、DWDM SFP+這幾種類型。
10G SFP+光子產品
該種類型的光子產品即為普通SFP+光子產品，也可視作10G SFP光子產品的更新版，是目前市場上的主流設計。
BIDI SFP+光子產品
該種類型的光子產品采用波分複用技術，速率可達到11.1G bps，功耗低。擁有兩個光纖插孔，一般成對使用，在資料中心進行網絡建設時，可減少光纖的使用量，降低建設成本。
CWDM SFP+光子產品
該種光子產品采用粗波分複用技術，常與單模光纖搭配使用，可節省光纖資源，在組網中更加靈活、可靠，且功耗小。
DWDM SFP+光子產品
該種光子產品采用密波分複用技術，多用于長距離的資料傳輸中，傳輸距離最大可達80km，具有高速率、大容量、擴充性強等特點。
三、SFP+光子產品與交換機如何搭配使用
不同類型的光子產品與交換機連接配接，可應用于不同的組網方案中，下面為大家介紹幾種SFP+光子產品與交換機的實際搭配應用方案。
方案一：10G SFP+萬兆光子產品與交換機之間的連接配接
依次将4塊10G SFP+光子產品插入一台交換機的10-Gbps SFP+端口中，再将一塊40G QSFP+光子產品插入另一台交換機的40-Gbps QSFP+端口中，最後在中間以一根分支光纖跳線進行連接配接。
該連接配接方式主要實作了網絡從10G向40G的擴充，可快速、簡便的滿足資料中心的網絡更新需求。
方案二：BIDI SFP+萬兆單纖雙向光子產品與交換機之間的連接配接
将光子產品分别插入兩台交換機的SFP+端口中，再用與光子產品連接配接口對應的LC光纖跳線将兩台交換機上的光子產品進行連接配接。
該連接配接方式有效的實作了最簡單經濟的資料連接配接，可應用于資料中心、企業布線以及電信營運傳輸的以太網連接配接中。
方案三：CWDM SFP+萬兆光子產品與交換機之間的連接配接
該連接配接方式用了中繼箱、光纖收發器、CWDM粗波分複用器等來将光子產品與交換機進行連接配接，實作了将10G萬兆以太網交換機上的RJ45電口轉換為CWDM粗波分複用器需要的CWDM波長。
方案四：DWDM SFP+萬兆光子產品與交換機之間的連接配接
将光子產品插入交換機SFP+端口中，再用铠裝光纖跳線将其與DWDM密波分複用器進行連接配接。
該連接配接方式實作了長途傳輸中對光信号的保護，能最大程度的降低光波損耗，适用于長距離的光信号傳輸
四、SFP+光子產品與交換機連接配接注意事項
1、注意兩端交換機所使用的光子產品的波長、傳輸距離是否相同，以及單纖雙纖、單模多模問題，若出現兩端不對等的情況時，應使用相對應的轉換器；
2、光子產品在使用時要盡量避免靜電與磕碰，若出現磕碰，則不建議繼續使用該光子產品；
3、注意光子產品插入的正反，拉環與标簽應朝上；
4、在将光子產品插入交換機時，盡量用力将其推到底部，一般會有輕微的震動感，插入之後可輕拔光子產品，檢查是否安裝到位；
5、在進行光子產品拆卸時，應先将手環拉到與光口呈90°的位置，再将光子產品拔出。
最後我們可以思考一個問題，我們在使用光子產品時，經常會想到光纖收發器，關于光子產品與光纖收發器的差別在哪裡？我們在使用到兩種裝置時，就會有答案。