交换机交换容量和包转发率计算方式

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交换容量和包转发率之间什么关系
有以下两种方法：
第一种方法如下：
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我总结一个公式：
转发带宽=包转发速率*8*（64＋8＋12）=1344*包转发速率
我的公式推算：
假设交换机有A、B、C三种接口各一个，它们的包转发率分别是X、Y、Z
64+8+12的意思为：基于64字节分组测试（以太网传输最小包长就是64字节）；8以太网中，每个帧头都要加上了8个字节的前导符；帧间隙最小为12字节。

再乘8是转换为Bit为单位。

所以得：
交换机转发带宽=X*8*（64+8+12）+Y*8*（64+8+12）+Z*8*（64+8+12）
=（X+Y+Z）*1344;
=交换机包转发率*1344
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第二种计算方法：
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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。

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。

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//背板带宽计算公式：
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。

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
同时设计成本也会上去。

但是，我们如何去考察一个交换机的背板带宽是否够用呢？显然，
通过估算的方法是没有用的，我认为应该从两个方面来考虑：
1、）所有端口容量X端口数量之和的2倍应该小于背板带宽，可实现全双工无阻塞交换，证明交换机具有发挥最大数据交换性能的条件。

2、）满配置吞吐量(Mpps)=满配置GE端口数×1.488Mpps其中1个千兆端口在包长为64字节时的理论吞吐量为1.488Mpps。

例如，一台最多可以提供64个千兆端口的交换机，其满配置吞吐量应达到 64×1.488Mpps = 95.2Mpps
才能够确保在所有端口均线速工作时，提供无阻塞的包交换。

如果一台交换机最多能够提供176个千兆端口，而宣称的吞吐量为不到261.8Mpps(176 x 1.488Mpps = 261.8)，那么用户有理由认为该交换机采
用的是有阻塞的结构设计。

一般是两者都满足的交换机才是合格的交换机。

背板相对大，吞吐量相对小的交换机，除了保留了升级扩展的能力外就是软件效? ?专用芯片电路设计有问题；背板相对小。

吞吐量相对大的交
换机，整体性能比较高。

不过背板带宽是可以相信厂家的宣传的，可吞吐量是无法相信厂家的宣传的，因为后者是个设计值，测试很困难的并
且意义不是很大。

交换机的背版速率一般是：Mbps,指的是第二层，
对于三层以上的交换才采用Mpps
2950G-48
背板＝2×1000×2＋48×100×2(Mbps)＝13.6(Gbps)
相当于13.6/2=6.8个千兆口
吞吐量=6.8×1.488=10.1184Mpps
4506
背板64G
满配置千兆口
4306×5＋2（引擎）＝32
吞吐量＝32×1.488=47.616
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
交换带宽=包转发速率8（64＋8＋12）2 (全双工)=1344包转发速率
一、背板带宽
交换机背板带宽含义
交换机的背板带宽也叫背板容量，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，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。

二、交换容量
它是内核CPU与总线的传输容量，一般比背板带宽小
H3C低端LSW交换均采用存储转发模式，交换容量的大小由缓存（BUFFER）的位宽及其总线频率决定。

即，交换容量＝缓存位宽*缓存总线频率=96*133=12.8Gbps
H3C高端的交换机的交换容量可以等于端口总容量的2倍，端口总容量＝2*
（n*100Mbps+m*1000Mbps）（n：表示交换机有n个100M端口，m：表示交换机有m个1000M 端口）
三、包转发率
转发能力以能够处理最小包长来衡量，对于以太网最小包为64BYTE，加上帧开销20BYTE，因此最小包为84BYTE。

对于1个全双工1000Mbps接口达到线速时要求：转发能力＝1000Mbps/((64+20)*8bit)＝1.488Mpps
对于1个全双工100Mbps接口达到线速时要求：转发能力＝100Mbps/((64+20)*8bit)＝0.149Mpps
单位：Mpps （兆个包每秒）
100Mbit/s的以太网络，100M换算成byte则是100/8=12.5M byte/s，换算出来就是12500000bytes。

因为在以太网的数据包中，最小的数据包的大小是64byte/s，加上8个byte的前导字节以及12个byte帧间间隙，合计就是84byte。

那么用12500000/84=148809，所以就可以得到在100M吞吐量单向环境下的每秒最大的包转发个数148809，换算成k即为148.8k pps，也就是0.1488M pps。

0.1488M pps这个包转发率是100M的网络而言，那么1000M的网络，算出来的包转发率就应是1.488Mpps，对于10G网络对应的是14.88Mpps。

下面，我按这个数值来验证一下H3C的交换机在其网站上公布的数据，是否满足全端口“线速转发”。

1）
设备：H3C S3600-28P-EI
公布包转发率：9.6Mpps
接口：24个10/100Base-TX以太网端口，4个1000Base-X SFP千兆以太网端口(就是24个100M＋4个1000M）
计算：0.1488Mpps*24+1.488Mpps*4=3.5712Mpps+5.952Mpps=9.5232Mpps
结果9.5232Mpps < 公布包转发率：9.6Mpps,满足全端口“线速转发”。

2）
设备：S5500-28C-EI
包转发率（整机）： 95.2Mpps
接口：24个10/100/1000Base-T以太网端口，4个复用的1000Base-X千兆SFP端口，2个扩展插槽（每个扩展插槽接口卡最大配置2×10G接口）；
（也就是24*1000M＋2×2*10GE)
计算：1.488Mpps*24+14.88Mpps*2*2=35.712Mpps+59.52Mpps=95.232Mpps
结果95.232Mpps ＝包转发率（整机）： 95.2Mpps，满足全端口“线速转发”。

通过这样事例，可以清楚交换机厂商所公布的数据是“如何”的了吧！
这是在二层交换上面所能达到的包转发率，但是如果一个路由器在三层路由上面，甚至在开启nat的情况下，其包转发率会有很大降低，而这个值才是值得关心的，所以我们在看到很多商家在一直强调包转发个数148810个包，其实这是二层交换的理论极限值，而不是真正的路由器在三层工作时候的值。

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