华为网络基础 | 交换机关键参数——背板带宽、交换容量、包转发率、线速

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普通用户在选择交换机时,往往只关注它是100M还是1000M交换机。其实,交换机还有几个参数,是十分值得关注的,给大家抛砖引玉。

1、什么是百兆、千兆交换机

百兆,千兆,通常指的是交换机的数据传输速度。举个栗子,你有两台计算机(AB),都连接到这个交换机上,那么就组成了一个你的局域网。如果是百兆交换机,那么,你从电脑A发送文件到电脑B(例如通过Windows的文件共享),速度峰值不会超过12.5 MB/s100Mb / 8 = 12.5 MB)。注意,这里是大B,不是小b。一个大B8个小b1Byte = 8bit)。

如果是千兆交换机,那么,速度峰值应该是125 MB/s

显然,对于喜欢用两台计算机传文件的童鞋,就得注意了,如果用了个百兆交换机,那么,你两台计算机之间传文件就很慢了。

注意:千兆交换机有一些是部分口千兆,也就是说,很可能你买的是交换机的光纤口是千兆的,其他网口是百兆的。

2、背板带宽

背板带宽(又称背板容量、交换带宽),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MbpsMillion Bit Per Second-兆个位每秒),指的是二层,对于三层以上交换才采用MppsMillion Packets Per Second-兆个包每秒)

举个栗子52口千兆全双工交换机,那么,你的交换机背板带宽就应该大于或者等于:52*2*1 Gbps = 104 Gbps。这里,52表示52个网口,2表示双工传输,1 Gbps表示千兆交换机。这里,假设52个口同时在接收和发送数据,并且都是满速的,那么同一个网口,数据进来要有1Gbps,出去也是1Gps

3、交换容量

交换容量,指内核CPU与总线的传输容量,一般比背板带宽小。

低端交换采用存储转发模式,交换容量=缓存位宽*缓存总线频率=96*133=12.8Gbps

高端交换机,交换容量=2*n*100Mbps+m*1000Mbps)(n:表示交换机有n100M端口,m:表示交换机有m1000M端口)。

现在设备厂家的部分工程师认为背板带宽这个概念没有意义了,有些厂家采用无源背板没有带宽的限制,交换容量和转发率才决定交换机的性能。

4、包转发率

包转发率,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64+20=84byte

以上的20=8+12,8代表【7B前导码+1B帧起始定界符】(具体参考RS | 数据包帧字节——图例详解),12代表【以太网帧间隙IFG】

IFG(Interframe Gap),帧间距,以太网相邻两帧之间的时间断;以太网发送方式是一个帧一个帧发送的,帧与帧之间需要间隙,即帧间距IFG也可称其为IPG (Interpacket Gap)IFG指的是一段时间,不是距离,单位通常用微秒(μs)或纳秒(ns)。如下图所示

回到包转发率计算方法:

对于一个全双工千兆接口达到线速时要求:包转发率=1000Mbps/84*8=1.488Mpps

同理,求得:

万兆以太网,一个线速端口的包转发率为14.88Mpps

百兆以太网,一个线速端口的包转发率为0.1488Mpps

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

5、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、满配置吞吐量(Mpps)>=端口数量*端口包转发率

:一台64个千兆端口的交换机,其最大吞吐量应达到64*1.488Mpps=95.2Mpps,才能保证所有端口线速工作时,提供无阻塞的包交换。

通过以上内容的了解,我们知道评价交换机,包转发量和交换容量要达标。

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