包转发率交换容量详解

交换机的包转发率（吞吐量）指的是交换机转发数据包的能⼒，单位是pps（包每秒)，也就是交换机每秒可以转发多少个数据包。交换机接⼝速率：100Mbit/s的以太⽹接⼝，学过计算机的同学都知道，每8个bit组成⼀个字节，所以接⼀个百兆接⼝转换成节=12.5Mbyte/s，也就是说每秒这个以太⽹接⼝能转发12.5M个字节=12500000byte。

由于以太⽹的冲突检测机制，所以以太⽹传输数据帧时对数据帧的⼤⼩有个限制，数据帧最⼩为64byte，加上8byte的前导字节以及12byte的帧间间隙，合计就是84byte，也就是说在以太⽹上传输的数据帧最⼩为84byte。

以百兆以太⼝为例，⼀个百兆以太⼝每秒最多转发12500000byte的数据，假设在最糟糕的情况下所传输的所有数据帧都是最⼩的84byte（当然如 果传输的数据帧越⼤对交换机转发越有利，所以我们这⾥假设⼀个极端，在最糟糕的情况下），那么这个百兆以太⼝每秒转发的数据帧为 12500000/84=148809pps(帧/秒)=148.8kpps=0.1488Mpps。

所以我们可以得出百兆以太⽹的包转发率为0.1488Mpps，那么千兆以太⽹的包转发率为1.488Mpps，对于10G以太⽹对应的包转发率为14.88Mpps。

举个例⼦，假设有⼀台24⼝10/100Base-TX以太⽹交换机，那么这么这各交换机的包转发率为 24*0.1488Mpps=3.5712Mpps,如果再加上4个千 兆以太⼝4*1.488Mpps=5.952Mpps。那么总共就是3.5712Mpps+5.952Mpps=9.5232Mpps。也就是说⼀台24⼝百兆+4⼝千兆的以太⽹交换机，只有整 机包转发率达到9.5232Mpss的时候，才能实现线速转发。

交换机的交换容量（背板带宽），是指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。交换容量表明了交换机总的数据交换能 ⼒，单位是Gbps。

交换机的交换容量计算⽅法为：端⼝数*相应端⼝速率*2（全双⼯）。例如⼀台24⼝百兆交换机交换容量=24*100*2=4800Mbit=4.8Gbps

交换机交换容量和包转发率关系：包转发率*8*（64+8+12）=1344*包转发率。

所以评价⼀台交换机，不能只看接⼝速率和接⼝数量，还要从包转发率和交换容量⼀起来衡量⼀台交换机的性能。

⼀台24⼝百兆交换机，包转发率要达到3.5712Mpps，交换容量要达到4.8Gbps。如果这两个参数不能达到这个值，就说明交换机的性能不达标。

交换机：包转发率

这个概念到底起什么作⽤？

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

记住以下的：

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。 *对于百兆以太⽹，⼀个线速端⼝的包转发率为0.1488Mpps

如：⼀台24个千兆端⼝的桌⾯交换机（连接电脑），其最⼤吞吐量应达到24*1.488Mpps=35.712Mpps，才能保证所有端⼝线速⼯作时，提供⽆阻塞的包交换。交换机：背板带宽⼀、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。

背板概念：我个⼈⼀直理解成电脑的总线。

背板带宽计算⽅式：每种端⼝的速率乘以端⼝数量之和，再乘以2背板带宽：

接⼊交换机：以24⼝接⼊交换机为例（24个千兆⼝）24*1000x 2(Mbit/s) /1024(Mbit/s)= 46.875 (Gbit/s)核⼼交换机：接⼊交换机数量乘以46.875 (Gbit/s)实验：桌⾯型交换机带20台电脑上⽹

设备：桌⾯型交换机（俗称傻⽠交换机）公布包转发率：35.7Mpps

接⼝：24个10/100/1000Base-TX以太⽹端⼝， (就是24个1000M） 计算：1.488Mpps*24 =35.712Mpps

包转发率：结果35.712Mpps =公布包转发率：35.7Mpps,满⾜全端⼝“线速转发”。

公布背板带宽：48Gbps

计算：24*1000x 2(Mbit/s) /1024(Mbit/s)= 46.875 (Gbit/s)

背板带宽：结果46.875 (Gbit/s)<公布背板带宽：48Gbps，满⾜全端⼝

实验：某个公司有300台电脑上⽹，三层核⼼怎么选。初步预计要⽤15个千兆交换机。

通过上⾯的实验已经证实，每⼀个交换机的包转发率要达到35.712Mpps，背板带宽要达到46.875 (Gbit/s)。核⼼交换机背板带宽：接⼊交换机数量15X46.875 (Gbit/s)=703.125 Gbit/s吞吐量包转发率：

接⼊交换机： 1.488Mpps*2 =2.976Mpps（解释：⼀个端⼝上联到核⼼，但是有上⾏和下⾏。） 核⼼交换机包转发率：接⼊交换机数量15X2.976Mpps =44.64Mpps