010背板带宽.交换容量与包转发率
背板带宽、交换容量与包转发率
背板带宽：表示的是我们的接口处理器或者接口卡和核心交换引擎之间的速度，大家可能都知道我们计算一个交换机要达到线速转发的一个背板带宽的标准是》=2*端口数量*端口带宽哈，大家也看得到现在的交换机标称的背板带宽都大于我们的那个理论值，但是交换机的线速转发的实际情况并不一定是这样，那是因为他还不是最核心的参数。交换机背板是设计值，可以大于等于交换容量（此为达到线速交换机的一个标准）。厂家在设计的时候考虑了将来模块的升级，比如模块从开始的百兆升级到支持千兆、万兆，端口密度增加等。背板带宽一般是指模块化交换机。它决定了各模板与交换引擎间的连接带宽的最高上限。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。 交换容量：表示的是我们的交换机的核心的交换引擎的转发速率一般单位用bps来表示哈，他是和缓存（BUFFER）的位宽及其总线频率有关，例如一台交换机的缓存为96而总线频率为133，那么他的交换容量为96*133=12......，其实现在设备厂家的部分工程师已经认为背板带宽这个概念没有意义了，而交换容量和下面要说的转发率才决定交换机的性能，而这个参数很大程度上取决于交换机矩阵。交换容量（最大转发带宽、吞吐量）是指系统中用户接口之间交换数据的最大能力，用户数据的交换是由交换矩阵实现的。交换机达到线速时，交换容量等于端口数×相应端口速率×2（全双工模式）。
包转发率：其实这个包转发率说的是三层的包转发率，上面的交换容量说的是二层的包转发率。三层包转发率的计算，简单说一下，千兆的端口转发率是多少呢？1000，000，000bps*8*(64+8+12)=1.488M，8表示8个bit，而64+12+8表示的是一个数据字段为64字节的帧，在网络上传输时候实际所使用的字节数哈，8字节的头部以及12字节的其他开销。同理，百兆接口的包转发率是0.1488M哈。所以，要在三层实现我们的包线速转发的话至少要满足这个条件我们的包转发率。包转发率它体现了交换引擎的转发性能。标准的以太网帧尺寸在64字节到1518字节之间，在衡量交换机包转发能力时应当采用最小尺寸的包进行评价。指基于64字节分组，在单位时间内交换机转发的数据总数。
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
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
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。 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。
包转发率 1.交换机的包转发率
交换机的包转发率标志了交换机转发数据包能力的大小。单位一般位pps（包每秒），一般交换机的包转发率在几十Kpps到几百Mpps不等。包转发速率是指交换机每秒可以转发多少百万个数据包（Mpps），即交换机能同时转发的数据包的数量。包转发率以数据包为单位体现了交换机的交换能力。 其实决定包转发率的一个重要指标就是交换机的背板带宽，背板带宽标志了交换机总的数据交换能力。一台交换机的背板带宽越高，所能处理数据的能力就越强，也就是包转发率越高。
2.路由器的包转发率
路由器的包转发率 ，也称端口吞吐量，是指路由器在某端口进行的数据包转发能力，单位通常使用pps（包每秒）来衡量。一般来讲，低端的路由器包转发率只有几K到几十Kpps，而高端路由器则能达到几十Mpps（百万包每秒）甚至上百Mpps。如果小型办公使用，则选购转发速率较低的低端路由器即可，如果是大中型企业部门应用，就要严格这个指标，建议性能越高越好。