什么是交换机的背板带宽

背板带宽
      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
8t0f;y9q3X0t51CTO技术论坛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
技术论坛第三层包转发率=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。

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。

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### 半双工交换机背板带宽计算方法 对于半双工模式下的交换机,其背板带宽的计算主要基于端口数量、速率以及工作模式等因素。以下是详细的说明: #### 计算公式 假设一台交换机有 \( N \) 个端口,每个端口的工作速率为 \( R \)(单位为 Mbps 或 Gbps),那么该交换机在半双工模式下所需的最小背板带宽可以通过以下公式得出: \[ B_{min} = N \times R \] 其中: - \( B_{min} \) 表示最低所需背板带宽; - \( N \) 是交换机的端口总数; - \( R \) 是单个端口的数据传输速率。 此公式的依据在于,在半双工模式下,数据可以在同一时间沿单一方向流动[^1]。因此,理论上只需要考虑所有端口在同一时刻发送或接收数据时所占用的总带宽即可。 #### 实际应用中的考量因素 尽管理论上的计算较为简单明了,但在实际产品选型过程中还需要注意其他一些细节。例如某些厂商可能会为了提升设备未来扩展性和冗余度而增加额外裕量;另外由于硬件实现差异等原因也可能存在一定的损耗或者效率折扣等问题[^2]。 ```python def calculate_backplane_bandwidth_half_duplex(port_count, port_speed_mbps): """ Calculate the minimum required backplane bandwidth for a half-duplex switch. Args: port_count (int): Number of ports on the switch. port_speed_mbps (float): Speed per port in Mbps. Returns: float: Minimum required backplane bandwidth in Mbps. """ min_backplane_bw = port_count * port_speed_mbps return min_backplane_bw ``` 通过以上Python函数`calculate_backplane_bandwidth_half_duplex`, 可以方便地输入具体数值来获得对应的结果。 ---
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