交換機(jī)性能指標(biāo),背板帶寬,包轉(zhuǎn)發(fā)率

1、交換機(jī)性能指標(biāo)，背板帶寬，包轉(zhuǎn)發(fā)率，怎么計(jì)算？1交換機(jī)簡(jiǎn)介日常工作學(xué)習(xí)生活中離不開(kāi)網(wǎng)絡(luò)，而網(wǎng)絡(luò)又離不開(kāi)交換機(jī)。局域網(wǎng)中用的最多的就是交換機(jī)。交換機(jī)分為二層交換機(jī)和三層交換機(jī)。二層交換機(jī)工作在OSI七層模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，通過(guò)MAC地址交換數(shù)據(jù)。在每個(gè)交換機(jī)中有一張MAC地址表，這張表記錄了端口號(hào)和MAC地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系，交換機(jī)收到數(shù)據(jù)后查看該數(shù)據(jù)的MAC地址，如果能夠找到對(duì)應(yīng)的端口號(hào)，則從這個(gè)端口轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。如果找不到這個(gè)端口則廣播該數(shù)據(jù)。三層交換機(jī)除了具有二層交換機(jī)的功能，還具有三層功能，也就是OSI模型的網(wǎng)絡(luò)層的功能，可以根據(jù)IP地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，有一定的路由功能。適合部署在通過(guò)VLAN劃分

2、網(wǎng)絡(luò)隔離用戶(hù)的局域網(wǎng)中使用?？梢杂行У母綦x廣播域，實(shí)現(xiàn)不同VLAN之間的互通。2交換機(jī)性能衡量交換機(jī)性能的指標(biāo)有很多，如下圖所示，顯示了該交換機(jī)的性能參數(shù)有傳輸速率、端口數(shù)、背板帶寬、包轉(zhuǎn)發(fā)率、MAC地址表等等。這里最重要的兩個(gè)參數(shù)是背板帶寬和包轉(zhuǎn)發(fā)率。下面分別對(duì)這兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行詳述。主要參數(shù)*產(chǎn)諾兇：珂加戈刈瓦捉機(jī)應(yīng)用直級(jí)：三層-馬戦速率：10f100/1000Mbp&*交換方式：存儲(chǔ)輕岌*背槻帶寬；256翊代*蟄豈岌洗：1*MACfttj址親：32K端口鋤1踹結(jié)林乂非捏塊化*閑口數(shù)蚩：4E個(gè)氓口描述：J.0-V-O-1OO.-1OOOBase-T口擴(kuò)庭模境：丄亍擴(kuò)啓浙槽謂豁杯.匡：；EEE&

3、23,IEEEB023u.IEEE3C2Sab,IEEESO23zTIEEEE02Sx,IEEEB02.1Q,IEEE02.1d.IEEEE02.1J!燒蠱功能：可蛙裁*VLAhl:支持4K個(gè)VIAN支持GUE計(jì)VLAN、voiceVIAN去幷基丁閘肚啊誼川了-剛弟略軸:1的WAN軸計(jì)和亦甘劇曲功能務(wù)弓/岡絡(luò)通信兵3冃板帶寬交換機(jī)的背板帶寬標(biāo)志了交換機(jī)總的交換能力，是交換機(jī)處理器或者接口卡和數(shù)據(jù)總線(xiàn)之間能處理的最大數(shù)據(jù)量，單位為Gbps。一臺(tái)交換機(jī)的背板帶寬越大，數(shù)據(jù)處理能力越強(qiáng)，當(dāng)然了價(jià)格成本越高。價(jià)格和性能很多時(shí)候是成正比的。在網(wǎng)絡(luò)工程師、通信工程師的考試中經(jīng)常會(huì)出計(jì)算題，計(jì)算背板帶寬。購(gòu)

4、買(mǎi)交換機(jī)時(shí)，你也可以根據(jù)端口數(shù)和端口速率通過(guò)公式計(jì)算背板帶寬，確定該交換機(jī)是否滿(mǎn)足需求，是否是線(xiàn)速交換機(jī)，怎么計(jì)算呢？計(jì)算公式：端口數(shù)*相應(yīng)端口速率*2(全雙工模式)套用一下上面的公式，如下圖所示的華為S5710-28C-EI交換機(jī)的參數(shù)表背板帶寬=(24*1000+4*10000)*2=128000M=128Gbps下圖顯示的該交換機(jī)的交換容量416Gbps128Gbps，所以該交換機(jī)是線(xiàn)速交換機(jī),能保證所有端口都線(xiàn)速工作時(shí)，提供無(wú)阻塞的包交換。項(xiàng)目交換容晝國(guó)定端口MACltt址S5710-2BC-EI41&Gbps2410/100/1000BaSe-Tf4半復(fù)用Bffl虧FP踹口（Comb

5、o）實(shí)驗(yàn)：某個(gè)公司有300臺(tái)電腦上網(wǎng)，三層核心怎么選。初步預(yù)計(jì)要用15個(gè)千兆交換機(jī)。通過(guò)上面的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)，每一個(gè)交換機(jī)的包轉(zhuǎn)發(fā)率要達(dá)到35.712Mpps，背板帶寬要達(dá)到46.875(Gbit/s)。核心交換機(jī)背板帶寬：接入交換機(jī)數(shù)量15X46.875(Gbit/s)=703.125Gbit/s吞吐量包轉(zhuǎn)發(fā)率：接入交換機(jī)：1.488Mpps*2=2.976Mpps(解釋?zhuān)阂粋€(gè)端口上聯(lián)到核心，但是有上行和下行。)核心交換機(jī)包轉(zhuǎn)發(fā)率：接入交換機(jī)數(shù)量15X2.976Mpps=44.64Mpps刖言最近有朋友在問(wèn)，一個(gè)交換機(jī)能帶動(dòng)多少個(gè)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控?cái)z像頭？千兆交換機(jī)一般接200萬(wàn)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)能接幾個(gè)？24

6、個(gè)網(wǎng)絡(luò)頭，用一臺(tái)24口百兆交換機(jī)行不行？這樣的問(wèn)題。下面就這類(lèi)問(wèn)題做一些簡(jiǎn)單的分析！一、根據(jù)攝像機(jī)的碼流和數(shù)量來(lái)選擇1、攝像機(jī)碼流選擇交換機(jī)前，首先要弄清楚每路圖像占用多少帶寬。2、攝像機(jī)的數(shù)量要弄清楚交換機(jī)的帶寬容量。常用交換機(jī)有百兆交換機(jī)、千兆交換機(jī)。它們的實(shí)際帶寬一般只有理論值的6070%，所以它們端口的可利用帶寬大致是60Mbps或600Mbps。舉例：根據(jù)你使用的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的品牌看單臺(tái)碼流，再去估算一臺(tái)交換機(jī)能接多少臺(tái)攝像機(jī)。比如：130萬(wàn)：960p攝像機(jī)單臺(tái)碼流通常4M,用百兆交換機(jī)，那么就可以接15臺(tái)(15X4=60M)；用千兆交換機(jī)，可以接150(150X4=600M)。200

7、萬(wàn)：1080P攝像機(jī)單臺(tái)碼流通常8M,用百兆交換機(jī)，可以接7臺(tái)(7X8=56M)；用千兆交換機(jī)，可以接75臺(tái)(75X8=600M)這些都是以主流的H.264攝像頭為例給大家講解的，H.265減半就可以了。從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上來(lái)講，一個(gè)局域網(wǎng)通常是兩到三層結(jié)構(gòu)。接攝像機(jī)那端為接入層，一般用百兆交換機(jī)就夠了，除非你在一個(gè)交換機(jī)上接了很多個(gè)攝像機(jī)。匯集層、核心層則要按該交換機(jī)匯聚了多少路圖像來(lái)計(jì)算。計(jì)算方法如下：如果接960P的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，一般15路圖像以?xún)?nèi)，用百兆交換機(jī)；超過(guò)15路則用千兆交換機(jī)；如果接1080P的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，一般8路圖像以?xún)?nèi)，用百兆交換機(jī)，超過(guò)8路則用千兆交換機(jī)。、交換機(jī)的選擇要求監(jiān)

8、控網(wǎng)絡(luò)有三層架構(gòu)方式：核心層，匯聚層，接入層。.；.微信號(hào):6F曲1、接入層交換機(jī)的選擇條件1:攝像機(jī)碼流：4Mbps,20個(gè)攝像機(jī)就是20*4=80Mbps。也就是說(shuō)，接入層交換機(jī)上傳端口必須滿(mǎn)足80Mbps/s的傳輸速率要求，考慮到交換機(jī)實(shí)際傳輸速率(通常為標(biāo)稱(chēng)值的50%,100M的也就50M左右，)，所以接入層交換機(jī)應(yīng)選用具有1000M上傳口的交換機(jī)。條件2：交換機(jī)的背板帶寬，如選擇24口交換機(jī)，自帶二個(gè)1000M口，總共26口，則接入層的交換機(jī)背板帶寬要求為：(24*100M*2+1000*2*2)/1000=8.8Gbps的背板帶寬。條件3：包轉(zhuǎn)發(fā)率：一個(gè)1000M口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為1.

9、488Mpps/s,則接入層的交換機(jī)交換速率為：(24*100M/1000M+2)*1.488=6.55Mpps。根據(jù)以上條件得出：當(dāng)有20路720P攝像機(jī)接入一個(gè)交換機(jī)時(shí)，此交換機(jī)至少必須具有1個(gè)1000M上傳口、20個(gè)以上的100M接入端口才能滿(mǎn)足需求。2、匯聚層交換機(jī)的選擇假如總共有5個(gè)交換機(jī)接入，每個(gè)交換機(jī)有20攝像機(jī)，碼流為4M,那么匯聚層的流量為：4Mbps*20*5=400Mbps，那么匯聚層的上傳端口必須是1000M以上的。如果5個(gè)IPC接入一個(gè)交換機(jī)，一般情況下需使用一個(gè)8口交換機(jī)，那么這個(gè)8口交換機(jī)是否滿(mǎn)足要求？可以看如下三個(gè)方面:背板帶寬：端口數(shù)*端口速度*2=背板帶寬，

10、即8*100*2=1.6Gbps。包交換率：端口數(shù)*端口速度/1000*1.488Mpps=包交換率，即8*100/1000*1.488=1.20Mpps。有些交換機(jī)的包交換率有時(shí)計(jì)算出不能達(dá)到此要求，那么就是非線(xiàn)速交換機(jī)，當(dāng)進(jìn)行大容量數(shù)量吞吐時(shí)，易造成延時(shí)。級(jí)聯(lián)口帶寬：IPC的碼流*數(shù)量=上傳口的最小帶寬，即4.*5=20Mbps。通常情況下，當(dāng)IPC帶寬超過(guò)45Mbps時(shí)，建議使用1000M級(jí)聯(lián)口。三、到底該如何選擇交換機(jī)舉例有個(gè)園區(qū)網(wǎng)，500多個(gè)高清攝像機(jī)，碼流34兆,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分接入層-匯聚層-核心層。存儲(chǔ)在匯聚層，每個(gè)匯聚層對(duì)應(yīng)170個(gè)攝像機(jī)。面臨的問(wèn)題：如何選擇產(chǎn)品，百兆與千兆的差別

11、，影響圖像在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)脑蛴心男男┮蛩厥桥c交換機(jī)相關(guān)的播倨r_.二1、背板帶寬所有端口容量X端口數(shù)量之和的2倍應(yīng)該小于標(biāo)稱(chēng)背板帶寬，可實(shí)現(xiàn)全雙工無(wú)阻塞的線(xiàn)速交換，證明交換機(jī)具有發(fā)揮最大數(shù)據(jù)交換性能的條件。例如：一臺(tái)最多可以提供48個(gè)千兆端口的交換機(jī)，其滿(mǎn)配置容量應(yīng)達(dá)到48X1GX2=96Gbps，才能夠確保在所有端口均在全雙工時(shí)，提供無(wú)阻塞的線(xiàn)速包交換。2、包轉(zhuǎn)發(fā)率滿(mǎn)配置包轉(zhuǎn)發(fā)率(Mbps)=滿(mǎn)配置GE端口數(shù)X1.488Mpps+滿(mǎn)配置百兆端口數(shù)X0.1488Mpps,其中1個(gè)千兆端口在包長(zhǎng)為64字節(jié)時(shí)的理論吞吐量為1.488Mpps。例如：如果一臺(tái)交換機(jī)最多能夠提供24個(gè)千兆端口，而宣

12、稱(chēng)的包轉(zhuǎn)發(fā)率不到35.71Mpps(24x1.488Mpps=35.71)，那么就有理由認(rèn)為該交換機(jī)采用的是有阻塞的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。一般是背板帶寬和包轉(zhuǎn)發(fā)率都滿(mǎn)足的交換機(jī)才是合適的交換機(jī)。背板相對(duì)大、吞吐量相對(duì)小的交換機(jī)，除了保留了升級(jí)擴(kuò)展的能力外，就是軟件效率/專(zhuān)用芯片電路設(shè)計(jì)有問(wèn)題；背板相對(duì)小、吞吐量相對(duì)大的交換機(jī)，整體性能比較高。攝像機(jī)碼流影響清晰度，通常是視頻傳輸?shù)拇a流設(shè)定(包含了編碼發(fā)送及接收設(shè)備的編解碼能力等)，這是前端攝象機(jī)的性能，與網(wǎng)絡(luò)無(wú)關(guān)。通常用戶(hù)認(rèn)為清晰度不高，認(rèn)為是網(wǎng)絡(luò)原因造成的想法實(shí)際是個(gè)誤區(qū)。根據(jù)上面的案例，計(jì)算：碼流：4Mbps接入：24*4=96Mbps1000Mbps

13、4435.2Mbps匯聚：170*4=680Mbps1000Mbps4435.2Mbps3、接入交換機(jī)主要考慮到接入到匯聚之間的鏈路帶寬，即交換機(jī)的上聯(lián)鏈路容量需要大于同時(shí)容納的攝象機(jī)數(shù)*碼率。這樣視頻實(shí)時(shí)錄像就沒(méi)有問(wèn)題，但如果有用戶(hù)在實(shí)時(shí)看到錄像，就還需要考慮到這個(gè)帶寬，每個(gè)用戶(hù)查看一個(gè)視頻占用的帶寬就是4M,如果一個(gè)接入交換機(jī)的每個(gè)攝象機(jī)都有一個(gè)人在看，就需要攝象機(jī)數(shù)*碼率*(1+N)的帶寬，即24*4*(1+1)=128M。4、匯聚交換機(jī)匯聚層需要同時(shí)處理170只攝象機(jī)的3-4M碼流(170*4M=680M)，也就意味著匯聚層交換機(jī)需要支持同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)680M以上的交換容量。一般存儲(chǔ)都接在匯聚上，所以視頻錄像是線(xiàn)速轉(zhuǎn)發(fā)。但要考慮到實(shí)時(shí)查看監(jiān)控的帶寬，每個(gè)連接占用4M，一條1000M的鏈路可以支持250個(gè)攝像頭被調(diào)試調(diào)用。每臺(tái)接入交換機(jī)接24個(gè)攝像頭，250/24，相當(dāng)于網(wǎng)絡(luò)可以承受每個(gè)攝像頭同時(shí)有10位用戶(hù)在實(shí)時(shí)查看的壓力。5、核心交換機(jī)核心交換機(jī)，需要考慮交換容量以及到匯聚的鏈路帶寬，因?yàn)榇鎯?chǔ)是放置在匯聚層的，所以核心交換機(jī)沒(méi)有視頻錄像的壓力，即