包轉(zhuǎn)發(fā)率和背板帶寬計算方法

1、概念 包轉(zhuǎn)發(fā)率，也稱端口吞吐量，是指路由器在某端口進行的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)能力，單位通常使用pps （包每秒） 來衡量。一般來講，低端的路由器包轉(zhuǎn)發(fā)率只有幾K到幾十Kpps，而高端路由器則能達到幾十Mpps（百 萬包每秒）甚至上百Mpps。如果小型辦公使用，則選購轉(zhuǎn)發(fā)速率較低的低端路由器即可，如果是大中型 企業(yè)部門應(yīng)用，就要嚴格這個指標，建議性能越高越好。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

2、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 標稱背板帶寬，那么在背板帶寬上是線速的。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x1.488Mpps+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x1.488Mpps+百兆端口數(shù)量*0.1488Mpps+其余類型端口數(shù)*相應(yīng)計算方法， 如果這個速率能標稱三層包轉(zhuǎn)發(fā)速率，

3、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)線速的衡量標準是以單位時間內(nèi)發(fā)送64byte的數(shù)據(jù)包（最小包）的個數(shù)作為計算基準的。（注，最 小包意味著在相同時間內(nèi)通過最多數(shù)量的報文）對于千兆以太網(wǎng)來說，計算方法如下：1, 000，000， 000bps/8bit/ （64+8+12） byte=1,488,095pps 說明：當以太網(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。 快速以太網(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

4、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

5、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。分割找了兩臺以太網(wǎng)交換機的性能參數(shù)，舉例說明。實例1：二層以太網(wǎng)交換機，以第一個為例基本特性產(chǎn)品描述楚機握供W殲北端 口接入

6、.f W4口 lo/i 00/1 oooitfgii 應(yīng)電口交換機，4口 SF啡夏用端口整機提供5汁千兆 端口喝口 10/100/1000M自適 應(yīng)端口，4個SET 非夏用端口壁機提供?阡北端 口接;V 釬兆電 口, 4口 EFF非復(fù)用 端口，最大可同時 支持1W口 PDE供電可用模塊單口偵口SASE-SX niinL GE I某換模塊f L帶口）單 口山。DBASE-L5i ulluL GE I 靖換模塊 CC接口）單口 LCOJBASE-Lli uLini GEIC換模塊匕晦口），40km 單口 WWEASETX應(yīng)H GE I噌換模塊 口噤口）， SO km 單口 LWOEASETX tu

7、ini GEIC換模塊 f LC接口）， 80km 單口 LWOBASE-EX QLini GEI婚換模塊；U噸口）? LQQka 審噬疊模塊 GE-SFF-STiCKl. 6M, 1.6JS交損答里256G-包轉(zhuǎn)發(fā)率bloq.lEE 汗Jfl臥qaoxLEin 8641）所有接口物理帶寬=（24+4）*1000M/s*2=56G/s 交換機背板交換容量256G。所以，它的背板帶寬可以 做到“線速”。2）二層轉(zhuǎn)發(fā)速率=（24+4）*1.488Mpps=41.664Mpps 51Mpps。所以，它的二層數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)能力可以實現(xiàn)線 速”（無阻塞）地轉(zhuǎn)發(fā)。3）二層交換機不涉及三層報文轉(zhuǎn)發(fā)性能實例2：三層

8、以太網(wǎng)交換機，同樣以第一個為例巫5XEgOOM自適僦口卉電戛闕口攜網(wǎng)為干北售癥 3 1個鏟屐播吏瘢皿彩口 10 iDOhig灑成端口，葉田*. GT光曲E用口 KFP為千兆百腿m 小抵團S 交鼬強可聞13映泠miMMCOCMS適應(yīng)電口汩抻蔓用的千兆SF瞰口的耳兆1T雇眼些切硬千兆.百花口）叫口旌真擲電t廉卸霍咪蕓城屐蟋窈 IMWBASE.SK aum UKOB ASE-LX thuut* LC?e 口、單口1顧蠟-LHt=i舊寺削做插測臭tLCt翌口 ） 單口如爵巳由：口皿號離1尊摘說圾 任*口,.上婦單口1碩噩-或皿訂右削傘損供堤tfX棒口，. ttAxn最 nASEZK Hiht塊 c L域口） LMhuE郵胃椎栓口（IIS （LCISDl S L5km, 4仲唾桓攙口推崛: A肯揄蒂抵包牌案笑1.111：好速： 5 bioiisS.cainal-cDKuan 8E41）所有接口物理帶寬=（24*100M/s+2*1000M/s）*2=8.8G/s 交換機背板交換容量49.6G。所以，它的背板 帶寬可以做到“線速”。2）二層轉(zhuǎn)發(fā)速率=24*0.1488Mpps+2*1.448Mpp=6.4672Mpps 12.8Mpps。所以，它的二層數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)能 力可以實現(xiàn)“線速”（無阻塞）地轉(zhuǎn)發(fā)。3）三層轉(zhuǎn)發(fā)速率的計算方式和計算結(jié)果同上機器對三層數(shù)據(jù)也