交換機轉(zhuǎn)發(fā)率計算.doc

1、100Mbit/s的以太網(wǎng)絡(luò)，100M換算成byte則是100/8=12.5M byte/s，換算出來就是12500000bytes。因為在以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)包中，最小的數(shù)據(jù)包的大小是64byte/s，加上8個byte的前導(dǎo)字節(jié)以及12個byte幀間間隙，合計就是84byte。那么用12500000/84=148809，所以就可以得到在100M吞吐量單向環(huán)境下的每秒最大的包轉(zhuǎn)發(fā)個數(shù)148809，換算成k即為148.8k pps，也就是0.1488M pps。0.1488M pps這個包轉(zhuǎn)發(fā)率是100M的網(wǎng)絡(luò)而言，那么1000M的網(wǎng)絡(luò)，算出來的包轉(zhuǎn)發(fā)率就應(yīng)是1.488Mpps，對于10G網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)的是1

2、4.88Mpps。下面，我按這個數(shù)值來驗證一下H3C的交換機在其網(wǎng)站上公布的數(shù)據(jù)，是否滿足全端口“線速轉(zhuǎn)發(fā)”。1）設(shè)備：H3C S3600-28P-EI公布包轉(zhuǎn)發(fā)率：9.6Mpps接口：24個10/100Base-TX以太網(wǎng)端口，4個1000Base-X SFP千兆以太網(wǎng)端口(就是24個100M4個1000M）計算：0.1488Mpps*24+1.488Mpps*4=3.5712Mpps+5.952Mpps=9.5232Mpps結(jié)果9.5232Mpps 公布包轉(zhuǎn)發(fā)率：9.6Mpps,滿足全端口“線速轉(zhuǎn)發(fā)”。2）設(shè)備：S5500-28C-EI包轉(zhuǎn)發(fā)率（整機）： 95.2Mpps接口：24個10/

3、100/1000Base-T以太網(wǎng)端口，4個復(fù)用的1000Base-X千兆SFP端口，2個擴展插槽（每個擴展插槽接口卡最大配置210G接口）；（也就是24*1000M22*10GE)計算：1.488Mpps*24+14.88Mpps*2*2=35.712Mpps+59.52Mpps=95.232Mpps結(jié)果95.232Mpps 包轉(zhuǎn)發(fā)率（整機）： 95.2Mpps，滿足全端口“線速轉(zhuǎn)發(fā)”。通過這樣事例，可以清楚交換機廠商所公布的數(shù)據(jù)是“如何”的了吧！這是在二層交換上面所能達到的包轉(zhuǎn)發(fā)率，但是如果一個路由器在三層路由上面，甚至在開啟nat的情況下，其包轉(zhuǎn)發(fā)率會有很大降低，而這個值才是值得關(guān)心的，

4、所以我們在看到很多商家在一直強調(diào)包轉(zhuǎn)發(fā)個數(shù)148810個包，其實這是二層交換的理論極限值，而不是真正的路由器在三層工作時候的值。包轉(zhuǎn)發(fā)率得計算和背板帶寬得計算 交換機的背板帶寬，是交換機接口處理器或接口卡和數(shù)據(jù)總線間所能吞吐的最大數(shù)據(jù)量。背板帶寬標(biāo)志了交換機總的數(shù)據(jù)交換能力，單位為Gbps，也叫交換帶寬，一般的交換機的背板帶寬從幾Gbps到上百Gbps不等。一臺交換機的背板帶寬越高，所能處理數(shù)據(jù)的能力就越強，但同時設(shè)計成本也會越高。 一般來講，計算方法如下: 1）線速的背板帶寬 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(shù)*相應(yīng)端口速率*2（全雙工模式）如果總帶寬標(biāo)稱背板帶寬，那么在背

5、板帶寬上是線速的。 2）第二層包轉(zhuǎn)發(fā)線速 第二層包轉(zhuǎn)發(fā)率=千兆端口數(shù)量1.488Mpps+百兆端口數(shù)量*0.1488Mpps+其余類型端口數(shù)*相應(yīng)計算方法，如果這個速率能標(biāo)稱二層包轉(zhuǎn)發(fā)速率，那么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(zhuǎn)發(fā)線速 第三層包轉(zhuǎn)發(fā)率=千兆端口數(shù)量1.488Mpps+百兆端口數(shù)量*0.1488Mpps+其余類型端口數(shù)*相應(yīng)計算方法，如果這個速率能標(biāo)稱三層包轉(zhuǎn)發(fā)速率，那么交換機在做第三層交換的時候可以做到線速。 那么，1.488Mpps是怎么得到的呢? 包轉(zhuǎn)發(fā)線速的衡量標(biāo)準(zhǔn)是以單位時間內(nèi)發(fā)送64byte的數(shù)據(jù)包（最小包）的個數(shù)作為計算基準(zhǔn)的。對于千兆以太網(wǎng)來

6、說，計算方法如下：1，000，000，000bps/8bit/（64812）byte=1,488,095pps 說明：當(dāng)以太網(wǎng)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(wǎng)端口在轉(zhuǎn)發(fā)64byte包時的包轉(zhuǎn)發(fā)率為1.488Mpps?？焖僖蕴W(wǎng)的統(tǒng)速端口包轉(zhuǎn)發(fā)率正好為千兆以太網(wǎng)的十分之一，為148.8kpps。 *對于萬兆以太網(wǎng)，一個線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為14.88Mpps。 *對于千兆以太網(wǎng)，一個線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為1.488Mpps。 *對于快速以太網(wǎng)，一個線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為0.1488Mpps。 *對于OC12的POS端口，一個線速端口的包

7、轉(zhuǎn)發(fā)率為1.17Mpps。 *對于OC48的POS端口，一個線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為468MppS。 所以說，如果能滿足上面三個條件，那么我們就說這款交換機真正做到了線性無阻塞 背板帶寬資源的利用率與交換機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)息息相關(guān)。目前交換機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要有以下幾種：一是共享內(nèi)存結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)依賴中心交換引擎來提供全端口的高性能連接，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內(nèi)存帶寬、很高的管理費用，尤其是隨著交換機端口的增加，中央內(nèi)存的價格會很高，因而交換機內(nèi)核成為性能實現(xiàn)的瓶頸；二是交叉總線結(jié)構(gòu)，它可在端口間建立直接的點對點連接，這對于單點傳輸性能很好，但不適合多點傳輸；三是混合交叉總線

8、結(jié)構(gòu)，這是一種混合交叉總線實現(xiàn)方式，它的設(shè)計思路是，將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。其優(yōu)點是減少了交叉總線數(shù)，降低了成本，減少了總線爭用；但連接交叉矩陣的總線成為新的性能瓶頸。交換容量和包轉(zhuǎn)發(fā)率之間什么關(guān)系100M的光纖，296kpps的性能就可以做到線速轉(zhuǎn)發(fā)了，而NBR2000達到了400kpps的性能，在這里就可以把NBR2000當(dāng)成是一個網(wǎng)線一樣透明了。交換容量和包轉(zhuǎn)發(fā)率之間什么關(guān)系0014783879ad有以下兩種方法：第一種方法如下：-我總結(jié)一個公式：轉(zhuǎn)發(fā)帶寬=包轉(zhuǎn)發(fā)速率*8*（64812）=1344*包轉(zhuǎn)發(fā)速率我的公式推算：假設(shè)交換機有A、B、

9、C三種接口各一個，它們的包轉(zhuǎn)發(fā)率分別是X、Y、Z64+8+12的意思為：基于64字節(jié)分組測試（以太網(wǎng)傳輸最小包長就是64字節(jié)）；8以太網(wǎng)中，每個幀頭都要加上了8個字節(jié)的前導(dǎo)符；幀間隙最小為12字節(jié)。再乘8是轉(zhuǎn)換為Bit為單位。所以得：交換機轉(zhuǎn)發(fā)帶寬=X*8*（64+8+12）+Y*8*（64+8+12）+Z*8*（64+8+12） =（X+Y+Z）*1344; =交換機包轉(zhuǎn)發(fā)率*1344-第二種計算方法：-第二層包轉(zhuǎn)發(fā)率=千兆端口數(shù)量1.488Mpps+百兆端口數(shù)量*0.1488Mpps+其余類型端口數(shù)*相應(yīng)計算方法，如果這個速率能標(biāo)稱二層包轉(zhuǎn)發(fā)速率，那么交換機在做第二層交換的時候可以做到線速

10、。那么，1.488Mpps是怎么得到的呢包轉(zhuǎn)發(fā)線速的衡量標(biāo)準(zhǔn)是以單位時間內(nèi)發(fā)送64byte的數(shù)據(jù)包（最小包）的個數(shù)作為計算基準(zhǔn)的。對于千兆以太網(wǎng)來說，計算方法如下：1，000，000，000bps/8bit/（64812）byte=1,488,095pps 說明：當(dāng)以太網(wǎng)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(wǎng)端口在轉(zhuǎn)發(fā)64byte包時的包轉(zhuǎn)發(fā)率為1.488Mpps?？焖僖蕴W(wǎng)的線速端口包轉(zhuǎn)發(fā)率正好為千兆以太網(wǎng)的十分之一，為148.8kpps。*對于萬兆以太網(wǎng)，一個線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為14.88Mpps。*對于千兆以太網(wǎng)，一個線速端口的

11、包轉(zhuǎn)發(fā)率為1.488Mpps。*對于快速以太網(wǎng)，一個線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為0.1488Mpps。*對于OC12的POS端口，一個線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為1.17Mpps。*對于OC48的POS端口，一個線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為468MppS。-/背板帶寬計算公式：背板帶寬，是交換機接口處理器或接口卡和數(shù)據(jù)總線間所能吞吐的最大數(shù)據(jù)量。一臺交換機的背板帶寬越高，所能處理數(shù)據(jù)的能力就越強，但 同時設(shè)計成本也會上去。 但是，我們?nèi)绾稳タ疾煲粋€交換機的背板帶寬是否夠用呢？顯然，通過估算的方法是沒有用的，我認(rèn)為應(yīng)該從兩個方面來考慮： 1、）所有端口容量X端口數(shù)量之和的2倍應(yīng)該小于背板帶寬，可實現(xiàn)全雙工無阻塞交換，證

12、明交換機具有發(fā)揮最大數(shù)據(jù)交換性能的條件。 2、）滿配置吞吐量(Mpps)=滿配置GE端口數(shù)1.488Mpps其中1個千兆端口在包長為64字節(jié)時的理論吞吐量為1.488Mpps。例如，一臺最多可以提 供64個千兆端口的交換機，其滿配置吞吐量應(yīng)達到 641.488Mpps = 95.2Mpps才能夠確保在所有端口均線速工作時，提供無阻塞的包交換。如果一臺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)，那么用戶有理由認(rèn)為該交換機采 用的是有阻塞的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 一般是兩者都滿足的交換機才是合格的交換機。 背板相對大，吞吐量相對小的交換機，除了保留了升級擴展的能力外就是軟件效? ?專用芯片電路設(shè)計有問題；背板相對小。吞吐量相對大的交 換機，整體性能比較高。不過背板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