包转发率交换容量详解

包转发率交换容量详解
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。
交换机接口速率：100Mbit/s的以太网接口，学过计算机的同学都知道，每8个bit组成一个字节，所以接一个百兆接口转换成节=12.5Mbyte/s，也就是说每秒这个以太网接口能转发12.5M个字节=12500000byte。
由于以太网的冲突检测机制，所以以太网传输数据帧时对数据帧的大小有个限制，数据帧最小为64byte，加上8byte的前导字节以及12byte的帧间间隙，合计就是84byte，也就是说在以太网上传输的数据帧最小为84byte。
以百兆以太口为例，一个百兆以太口每秒最多转发12500000byte的数据，假设在最糟糕的情况下所传输的所有数据帧都是最小的84byte（当然如 果传输的数据帧越大对交换机转发越有利，所以我们这里假设一个极端，在最糟糕的情况下），那么这个百兆以太口每秒转发的数据帧为 12500000/84=148809pps(帧/秒)=148.8kpps=0.1488Mpps。
所以我们可以得出百兆以太网的包转发率为0.1488Mpps，那么千兆以太网的包转发率为1.488Mpps，对于10G以太网对应的包转发率为14.88Mpps。
举个例子，假设有一台24口10/100Base-TX以太网交换机，那么这么这各交换机的包转发率为 240.1488Mpps=3.5712Mpps,如果再加上4个千 兆以太口41.488Mpps=5.952Mpps。那么总共就是3.5712Mpps+5.952Mpps=9.5232Mpps。也就是说一台24口百兆+4口千兆的以太网交换机，只有整 机包转发率达到9.5232Mpss的时候，才能实现线速转发。
交换机的交换容量（背板带宽），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。交换容量表明了交换机总的数据交换能 力，单位是Gbps。
交换机的交换容量计算方法为：端口数相应端口速率2（全双工）。例如一台24口百兆交换机交换容量=241002=4800Mbit=4.8Gbps
交换机交换容量和包转发率关系：包转发率8（64+8+12）=1344*包转发率。
所以评价一台交换机，不能只看接口速率和接口数量，还要从包转发率和交换容量一起来衡量一台交换机的性能。
一台24口百兆交换机，包转发率要达到3.5712Mpps，交换容量要达到4.8Gbps。如果这两个参数不能达到这个值，就说明交换机的性能不达标。

交换机：包转发率

这个概念到底起什么作用？

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

记住以下的：

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。
*对于百兆以太网，一个线速端口的包转发率为0.1488Mpps

    如：一台24个千兆端口的桌面交换机（连接电脑），其最大吞吐量应达到24*1.488Mpps=35.712Mpps，才能保证所有端口线速工作时，提供无阻塞的包交换。

交换机：背板带宽

一、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。

背板概念：我个人一直理解成电脑的总线。
背板带宽计算方式：每种端口的速率乘以端口数量之和，再乘以2

背板带宽：
接入交换机：以24口接入交换机为例（24个千兆口）
24*1000x 2(Mbit/s) /1024(Mbit/s)= 46.875 (Gbit/s)
核心交换机：接入交换机数量乘以46.875 (Gbit/s)

实验：桌面型交换机带20台电脑上网

设备：桌面型交换机（俗称傻瓜交换机）
公布包转发率：35.7Mpps
接口：24个10/100/1000Base-TX以太网端口， (就是24个1000M）
计算：1.488Mpps*24 =35.712Mpps
包转发率：结果35.712Mpps =公布包转发率：35.7Mpps,满足全端口“线速转发”。

公布背板带宽：48Gbps

计算：24*1000x 2(Mbit/s) /1024(Mbit/s)= 46.875 (Gbit/s)

背板带宽：结果46.875 (Gbit/s)<公布背板带宽：48Gbps，满足全端口

实验：某个公司有300台电脑上网，三层核心怎么选。初步预计要用15个千兆交换机。

通过上面的实验已经证实，每一个交换机的包转发率要达到35.712Mpps，背板带宽要达到46.875 (Gbit/s)。

核心交换机背板带宽：接入交换机数量15X46.875 (Gbit/s)=703.125 Gbit/s
吞吐量包转发率：
接入交换机： 1.488Mpps*2 =2.976Mpps（解释：一个端口上联到核心，但是有上行和下行。）

核心交换机包转发率：接入交换机数量15X2.976Mpps =44.64Mpps