交換機的背板帶寬,是交換機接口處理器或接口卡和數(shù)據(jù)總線間所能吞吐的最大數(shù)據(jù)量。背板帶寬標(biāo)志了交換機總的數(shù)據(jù)交換能力,單位為Gbps,也叫交換帶寬,一般的交換機的背板帶寬從幾Gbps到上百Gbps不等。一臺交換機的背板帶寬越高,所能處理數(shù)據(jù)的能力就越強,但同時設(shè)計成本也會越高。 一般來講,計算方法如下: 1)線速的背板帶寬 考察交換機上所有端口能提供的總帶寬。計算公式為端口數(shù)*相應(yīng)端口速率*2(全雙工模式)如果總帶寬≤標(biāo)稱背板帶寬,那么在背板帶寬上是線速的。 2)第二層包轉(zhuǎn)發(fā)線速 第二層包轉(zhuǎn)發(fā)率=千兆端口數(shù)量×1.488Mpps+百兆端口數(shù)量*0.1488Mpps+其余類型端口數(shù)*相應(yīng)計算方法,如果這個速率能≤標(biāo)稱二層包轉(zhuǎn)發(fā)速率,那么交換機在做第二層交換的時候可以做到線速。 3)第三層包轉(zhuǎn)發(fā)線速 第三層包轉(zhuǎn)發(fā)率=千兆端口數(shù)量×1.488Mpps+百兆端口數(shù)量*0.1488Mpps+其余類型端口數(shù)*相應(yīng)計算方法,如果這個速率能≤標(biāo)稱三層包轉(zhuǎn)發(fā)速率,那么交換機在做第三層交換的時候可以做到線速。
那么,1.488Mpps是怎么得到的呢? 包轉(zhuǎn)發(fā)線速的衡量標(biāo)準(zhǔn)是以單位時間內(nèi)發(fā)送64byte的數(shù)據(jù)包(最小包)的個數(shù)作為計算基準(zhǔn)的。對于千兆以太網(wǎng)來說,計算方法如下:1,000,000,000bps/8bit/(64+8+12)byte=1,488,095pps 說明:當(dāng)以太網(wǎng)幀為64byte時,需考慮8byte的幀頭和12byte的幀間隙的固定開銷。故一個線速的千兆以太網(wǎng)端口在轉(zhuǎn)發(fā)64byte包時的包轉(zhuǎn)發(fā)率為1.488Mpps。快速以太網(wǎng)的線速端口包轉(zhuǎn)發(fā)率正好為千兆以太網(wǎng)的十分之一,為148.8kpps。 *對于萬兆以太網(wǎng),一個線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為14.88Mpps。 *對于千兆以太網(wǎng),一個線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為1.488Mpps。 *對于快速以太網(wǎng),一個線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為0.1488Mpps。 *對于OC-12的POS端口,一個線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為1.17Mpps。 *對于OC-48的POS端口,一個線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為468MppS。 所以說,如果能滿足上面三個條件,那么我們就說這款交換機真正做到了線性無阻塞 背板帶寬資源的利用率與交換機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)息息相關(guān)。目前交換機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要有以下幾種:一是共享內(nèi)存結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)依賴中心交換引擎來提供全端口的高性能連接,由核心引擎檢查每個輸入包以決定路由。這種方法需要很大的內(nèi)存帶寬、很高的管理費用,尤其是隨著交換機端口的增加,中央內(nèi)存的價格會很高,因而交換機內(nèi)核成為性能實現(xiàn)的瓶頸;二是交叉總線結(jié)構(gòu),它可在端口間建立直接的點對點連接,這對于單點傳輸性能很好,但不適合多點傳輸;三是混合交叉總線結(jié)構(gòu),這是一種混合交叉總線實現(xiàn)方式,它的設(shè)計思路是,將一體的交叉總線矩陣劃分成小的交叉矩陣,中間通過一條高性能的總線連接。其優(yōu)點是減少了交叉總線數(shù),降低了成本,減少了總線爭用;但連接交叉矩陣的總線成為新的性能瓶頸。
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