背板带宽

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。

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。

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。

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,比如 96133=12.8Gbps。

高端的交换机的交换容量可以等于端口总容量的2倍(全双工模式),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)

例如,如果交换机有24个端口,每个端口的速率为1Gbps,那么交换容量 = 24 × 1Gbps × 2 = 48Gbps。

包转发率

交换机的包转发率(吞吐量)指的是交换机转发数据包的能力,单位是pps(包每秒),也就是交换机每秒可以转发多少个数据包。

转发能力以能够处理最小包长来衡量,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。

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。

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12500000byte/s。

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转发 148809 个数据包,就是0.1488Mpps。

也就是:

  • 100M的网络包转发率就是0.1488Mpps。
  • 1000M的网络包转发率就是1.488Mpps
  • 10G 的网络包转发率就是14.88Mpps。

案例 1:

设备公布包转发率为 9.6Mpps 。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:0.1488Mpps24+1.488Mpps4=3.5712Mpps+5.952Mpps=9.5232Mpps。小于公布包转发率9.6Mpps。满足全端口“线速转发”。

案例 2:

设备公布包转发率为 95.2Mpps。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241000M+2×210GE) 计算:1.488Mpps24+14.88Mpps2*2=35.712Mpps+59.52Mpps=95.232Mpps。等于公布包转发率为 95.2Mpps。,满足全端口“线速转发”。

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。

参考:https://zhuanlan.zhihu.com/p/34975874