淺談交換機的【背板帶寬】和【包轉發率】

什麼是背板帶寬?

幾個概念的總結:、引擎轉發性能(交換容量、轉發能力)
背板帶寬
只有模塊交換機(擁有可擴展插槽,可靈活改變端口數量)纔有這個概念,固定端口交換機是沒有這個概念的,並且固定端口交換機的背板容量和交換容量大小是相等的。背板帶寬決定了各板卡(包括可擴展插槽中尚未安裝的板卡)與交換引擎間連接帶寬的最高上限。由於模塊化交換機的體系結構不同,背板帶寬並不能完全有效代表交換機的真正性能。固定端口交換機不存在背板帶寬這個概念。

但是,我們如何去考察一個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,我認爲應該從兩個方面來考慮:
1
、)所有端口容量X端口數量之和的2(2倍爲考慮端口模式爲全雙工的情況)應該小於背板帶寬,可實現全雙工無阻塞交換,證明交換機具有發揮最大數據交換性能的條件
2
、)滿配置吞吐量(Mpps)=滿配置GE端口數×1.488Mpps其中1個千兆端口在包長爲64字節時的理論吞吐量爲1.488Mpps即每秒鐘能轉發 1.488M64字節的數據包。例如,一臺最多可以提供64個千兆端口的交換機,其滿配置吞吐量應達到 64×1.488Mpps = 95.2Mpps,才能夠確保在所有端口均線速(理論上能夠達到的最大速率)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,而宣稱的吞吐量爲不到261.8Mpps(176 x 1.488Mpps = 261.8),那麼用戶有理由認爲該交換機採用的是有阻塞的結構設計。
一般是兩者都滿足的交換機纔是合格的交換機。

交換引擎的轉發性能 (交換容量、轉發能力)
由於交換引擎是作爲模塊化交換機數據包轉發的核心,所以這一指標能夠真實反映交換機的性能。對於固定端口交換機,交換引擎和網絡接口模板是一體的,所以廠家提供的轉發性能參數就是交換引擎的轉發性能,這一指標是決定交換機性能的關鍵。支持第三層交換的設備,廠家會分別提供第二層轉發速率和第三層轉發速率,一般二層能力用bps,三層能力用pps,採用不同體系結構的模塊化交換機,這兩個參數的意義是不同的。但是,對於一般的局域網用戶而言,只關心這兩個指標就可以了,它是決定該系統性能的關鍵指標。對於大型園區網和城域網用戶,討論交換機的體系結構和第三層優化算法是有意義的。

另外,講一下PPS是如何計算的:
我們知道1個千兆端口的線速(包轉發率是1.4881MPPS,
百兆端口的線速包轉發率是0.14881MPPS,這是國際標準,但是如何得來的呢?
具體的數據包在傳輸過程中會在每個包的前面加上64個(前導符)preamble也就是一個64個字節的數據包,原本只有512bit,但在傳輸過程中實際上會有512+64+96(96bit 幀間隙)=672bit,也就是這時一個數據包的長度實際上是有672bit
千兆端口線速包轉發率=1000Mbps/672=1.488095Mpps,約等
1.4881Mpps,百兆除於100.14881Mpps

設備選型時需要注意的幾個方面:

線速只能作爲一個參考,絕大多數情況下端口實際速率不會達到線速;

主頻高點沒有壞處,但是CPU在一般業務中的實際佔用率是個很重要的指標。

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