交换机的背板带宽,交换容量,包转发率区别及计算方法

2024年03月27日/ 浏览 33

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=96133=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(n100Mbps+m1000Mbps)(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)
先认识一下交换机的基本参数。

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