交换机Switch【转发率计算】

100Mbit/s的以太网络，100M换算成byte则是100/8=12.5Mbyte/s，换算出来就是...



100Mbit/s的以太网络，100M换算成byte则是100/8=12.5M byte/s，换算出来就是12500000bytes。 因为在以太网的数据包中，最小的数据包的大小是64byte/s，加上8个byte的前导字节以及12个byte帧间间隙，合计就是84byte。 那么用12500000/84=148809，所以就可以得到在100M吞吐量单向环境下的每秒最大的包转发个数148809，换算成k即为148.8k pps，也就是0.1488M pps。 0.1488M pps这个包转发率是100M的网络而言，那么1000M的网络，算出来的包转发率就应是1.488Mpps，对于10G网络对应的是14.88Mpps。 下面，我按这个数值来验证一下H3C的交换机在其网站上公布的数据，是否满足全端口“线速转发”。 1）设备：H3C S3600-28P-EI公布包转发率：9.6Mpps接口：24个10/100Base-TX以太网端口，4个1000Base-X SFP千兆以太网端口(就是24个100M＋4个1000M）计算：0.1488Mpps*24+1.488Mpps*4=3.5712Mpps+5.952Mpps=9.5232Mpps结果9.5232Mpps < 公布包转发率：9.6Mpps,满足全端口“线速转发”。

2）设备：S5500-28C-EI包转发率（整机）： 95.2Mpps接口：24个10/100/1000Base-T以太网端口，4个复用的1000Base-X千兆SFP端口，2个扩展插槽（每个扩展插槽接口卡最大配置2×10G接口）；（也就是24*1000M＋2×2*10GE) 计算：1.488Mpps*24+14.88Mpps*2*2=35.712Mpps+59.52Mpps=95.232Mpps结果95.232Mpps  ＝包转发率（整机）： 95.2Mpps，满足全端口“线速转发”。 通过这样事例，可以清楚交换机厂商所公布的数据是“如何”的了吧！ 这是在二层交换上面所能达到的包转发率，但是如果一个路由器在三层路由上面，甚至在开启nat的情况下，其包转发率会有很大降低，而这个值才是值得关心的，所以我们在看到很多商家在一直强调包转发个数148810个包，其实这是二层交换的理论极限值，而不是真正的路由器在三层工作时候的值。

包转发率得计算和背板带宽得计算

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。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。 一般来讲，计算方法如下: 1）线速的背板带宽 考察交换机上所有端口能提供的总带宽。计算公式为端口数*相应端口速率*2（全双工模式）如果总带宽≤标称背板带宽，那么在背板带宽上是线速的。 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，如果这个速率能≤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，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。 那么，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。快速以太网的统速端口包转发率正好为千兆以太网的十分之一，为148.8kpps。 *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 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。

交换容量和包转发率之间什么关系

100M的光纤，296kpps的性能就可以做到线速转发了，而NBR2000达到了400kpps的性能，在这里就可以把NBR2000当成是一个网线一样透明了。交换容量和包转发率之间什么关系  0014783879ad有以下两种方法：第一种方法如下：--------------------------------------------------------------------------------我总结一个公式：转发带宽=包转发速率*8*（64＋8＋12）=1344*包转发速率我的公式推算：假设交换机有A、B、C三种接口各一个，它们的包转发率分别是X、Y、Z64+8+12的意思为：基于64字节分组测试（以太网传输最小包长就是64字节）；8以太网中，每个帧头都要加上了8个字节的前导符；帧间隙最小为12字节。再乘8是转换为Bit为单位。所以得：  交换机转发带宽=X*8*（64+8+12）+Y*8*（64+8+12）+Z*8*（64+8+12）                =（X+Y+Z）*1344;                =交换机包转发率*1344----------------------------------------------------------------------------------------------------------------第二种计算方法：-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------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，如果这个速率能≤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。那么，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。快速以太网的线速端口包转发率正好为千兆以太网的十分之一，为148.8kpps。*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。--------------------------------------------------------------//背板带宽计算公式：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。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 同时设计成本也会上去。 但是，我们如何去考察一个交换机的背板带宽是否够用呢？显然，通过估算的方法是没有用的，我认为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(Mpps)=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。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。 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? ?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。 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Mpps2950G-48背板＝2×1000×2＋48×100×2(Mbps)＝13.6(Gbps)相当于13.6/2=6.8个千兆口吞吐量=6.8×1.488=10.1184Mpps4506背板64G满配置千兆口4306×5＋2（引擎）＝32吞吐量＝32×1.488=47.616

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