交换机转发速率吞吐量背板带宽计算（详解）

Posted 2023-02-17 神.秘.人

交换机转发速率、吞吐量、背板带宽计算（详解）

• 一、线速
• 二、包转发速率
• 三、背板带宽
• 四、吞吐量

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一、线速

线速是指理论上线缆通过最大帧数时的状态。

也就是应该这样来想这个词：
正如传输速度与吞吐量一样，表示的不是○○Mbps这样的速度，而是指帧通过时的状态
在线速状态下，也就是LAN交换机接收了单位时间里线路处理的最大帧数的状态下，只要能毫无延迟地处理帧，就可以说这一LAN交换机具备了充分的处理性能，这就是“支持线速”的意思
另外，LAN交换机的所有端口都以线速接收帧，并能无延迟地处理被称为“无阻塞（Nonblocking）”，之所以这样叫是因为设备内部没有等待处理的帧（没有阻塞）

二、包转发速率

线速端口的包转发率衡量标准是以IEEE802.3中最短以太网64byte的数据包 (第二层或第三层包) 作为计算基准，其公式如下：
64+8+12 = 84（最小数据包的大小为64byte，8byte的前导符，12byte的帧间隙）
包转发率(pps) = 吞吐量 / (84byte × 8bit )
百兆以太网，一个线速端口的包转发率 = 100,000,000bps / 672bit = 0.148Mpps
千兆以太网，一个线速端口的包转发率 = 1,000,000,000bps / 672bit = 1.488Mpps
万兆以太网，一个线速端口的包转发率 = 10,000,000,000bps / 672bit = 14.88Mpps
注：一般只指单个接口的转发速率，有的厂家参数也会以“最大包转发率”指代为“吞吐量”
注意区分 包转发率 和 最大包转发率

三、背板带宽

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
注：有的交换机厂家也叫“交换容量”
计算公式：
端口数×相应端口速率×2（全双工模式）=总带宽
若→总带宽 ≤ 标称背板带宽，那么在背板带宽上是线速的
以H3C LS-5560X-34S-EI 为例：
28个千兆电口+4个万兆光口+2个40G光口，其标称的交换容量为596Gbps
28×1G+4×10G+2×40G×2=296Gbps≤ 596Gbps，所以其交换容量是线速的

四、吞吐量

“吞吐量”写参数时可能会写作“最大包转发率”，吞吐量计算所有端口的包转发速率
第二层最大包转发率=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
若→第二层最大包转发率≤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
第三层同理
以H3C LS-5560X-34S-EI 为例：
28个千兆电口+4个万兆光口+2个40G光口，其标称的最大包转发率为221Mpps
吞吐量=28×1.488Mpps+4×14.88Mpps+2×59.52Mpps=190.464Mpps≤221Mpps，所以吞吐量是线速的

注意：Mbps和Mpps是不同的，
定义上，Mbps = Mbit/s，每秒比特数；Mpps = Mpacket/s，每秒包数
对象上，Mbps的对象是数据传输，指的是数据传输速度；Mpps的对象是设备，指的是设备的硬件性能
传输方式上，Mbps是以bps为线路单位传输；而Mpps是以数据包为线路单位传输