交換機小編給大家普及一下交換機相關的知識點，“交換機的背板容量、交換機容量和包轉發能力有什么區別呢？

”背板容量指的是背板整個的交換容量，交換容量指cpu的交換容量，包轉發指的是三層轉發的容量。1、交換機背板帶寬是指交換機的背板帶寬，是交換機接口處理器或接口卡和數；（1）共享內存結構，這種結構依賴中心交換引擎來提供；（2）交叉總線結構，它可在端口間建立直接的點對點連；（3）混合交叉總線結構，這是一種混合交叉總線實現方；這是我們購買交接機最佳性能的要求。

一、交換機背板帶寬

交換機的背板帶寬，是交換機接口處理器或接口卡和數據總線間所能吞吐的最大數據量。背板帶寬標志了交換機總的數據交換能力，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，所能處理數據的能力就越強，但同時設計成本也會越高。 背板帶寬資源的利用率與交換機的內部結構息息相關。目前交換機的內部結構主要有以下幾種：

一是共享內存結構，這種結構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，中央內存的價格會很高，因而交換機內核成為性能實現的瓶頸；

二是交叉總線結構，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構，這是一種混合交叉總線實現方式，它的設計思路是，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。其優點是減少了交叉總線數，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。

我們購買交接機最佳性能，就是要求這款交換機做到了線性無阻塞傳輸。我們如何去考察一個交換機的背板帶寬是否夠用呢?如何去確定你買的交換機設計是否合理，存在阻塞的結構設計呢？顯然，通過估算的方法是沒有用的，小編認為應該從兩個方面來考慮:

1、所有端口容量X端口數量之和的2倍應該小于背板帶寬，可實現全雙工無阻塞交換，證明交換機具有發揮最大數據交換性能的條件。

2、滿配置吞吐量(Mbps)=滿配置GE端口數×1.488Mpps，其中1個千兆端口在包長為64字節時的理論吞吐量為1.488Mpps。例如，一臺最多可以提供64個千兆端口的交換機，其滿配置吞吐量應達到 64×1.488Mpps = 95.2Mpps，才能夠確保在所有端口均線速工作時，提供無阻塞的包交換。如果一臺交換機最多能夠提供176個千兆端口，而宣稱的吞吐量為不到261.8Mpps(176 x 1.488Mpps = 261.8)，那么用戶有理由認為該交換機采用的是有阻塞的結構設計。一般是兩者都滿足的交換機才是合格的交換機。

背板相對大，吞吐量相對小的交換機，除了保留了升級擴展的能力外就是軟件效率/專用芯片電路設計有問題;背板相對小。吞吐量相對大的交換機，整體性能比較高。不過背板帶寬是可以相信廠家的宣傳的，可吞吐量是無法相信廠家的宣傳的，因為后者是個設計值，測試很困難的并且意義不是很大。交換機的背版速率一般是：Mbps,指的是第二層，對于三層以上的交換才采用Mpps。

二、如何計算交換機背板帶寬？

交換機的背板帶寬，是交換機接口處理器或接口卡和數據總線間所能吞吐的最大數據量。背板帶寬標志了交換機總的數據交換能力，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，所能處理數據的能力就越強，但同時設計成本也會越高。

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*相應端口速率*2（全雙工模式）如果總帶寬≤標稱背板帶寬，那么在背板帶寬上是線速的。

2）第二層包轉發線速

第二層包轉發率=千兆端口數量×1.488Mpps+百兆端口數量*0.1488Mpps+其余類型端口數*相應計算方法，如果這個速率能≤標稱二層包轉發速率，那么交換機在做第二層交換的時候可以做到線速。

3）第三層包轉發線速

第三層包轉發率=千兆端口數量×1.488Mpps+百兆端口數量*0.1488Mpps+其余類型端口數*相應計算方法，如果這個速率能≤標稱三層包轉發速率，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?

包轉發線速的衡量標準是以單位時間內發送64byte的數據包（最小包）的個數作為計算基準的。對于千兆以太網來說，計算方法如下：1，000，000，000bps/8bit/（64＋8＋12）byte=1,488,095pps 說明：當以太網幀為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端口在轉發64byte包時的包轉發率為1.488Mpps?？焖僖蕴W的線速端口包轉發率正好為千兆以太網的十分之一，為148.8kpps。

*對于萬兆以太網，一個線速端口的包轉發率為14.88Mpps。

*對于千兆以太網，一個線速端口的包轉發率為1.488Mpps。

*對于快速以太網，一個線速端口的包轉發率為0.1488Mpps。

*對于OC－12的POS端口，一個線速端口的包轉發率為1.17Mpps。

*對于OC－48的POS端口，一個線速端口的包轉發率為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部結構息息相關。

目前交換機的內部結構主要有以下幾種：一是共享內存結構，這種結構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，中央內存的價格會很高，因而交換機內核成為性能實現的瓶頸；二是交叉總線結構，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構，這是一種混合交叉總線實現方式，它的設計思路是，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。其優點是減少了交叉總線數，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。“目前，背板都采用無源設計。

背板總線技術主要有三種：LVDS、LVTDL、GLT等。對于如2.5Gbit/s和2.5Gbit/s以下中低速系統，由于系統容量不是非常大，系統的瓶頸不在背板總線，所以對背板總線速率沒有嚴格要求，一般采用LVTDL或GLT技術，背板總線為77Mbit/s或38Mbit/s，如此已經完全滿足系統的要求。倘若采用LVDS（低壓差分信號）技術使背板總線速率提高到622Mbit/s，除了方便背板布線外對系統幾乎沒有優化作用。對于高速通信系統，如10Gbit/s或其以上設備，由于系統速率和交叉容量非常高，對背板總線的速率和布線提出了更高的要求，所以一般采用LVDS技術。目前業界的背板速率一般為622Mbit/s或者777Mbit/s?！?/span>

三、交換容量是指什么？轉發率是指什么？

H3C低端LSW交換均采用存儲轉發模式，交換容量的大小由緩存（BUFFER）的位寬及其總線頻率決定。即，交換容量＝緩存位寬*緩存總線頻率=96*133=12.8Gbps

背板帶寬、引擎轉發性能（交換容量、轉發能力）

1、背板帶寬

只有模塊交換機（擁有可擴展插槽，可靈活改變端口數量）才有這個概念，固定端口交換機是沒有這個概念的，并且固定端口交換機的背板容量和交換容量大小是相等的。背板帶寬決定了各板卡（包括可擴展插槽中尚未安裝的板卡）與交換引擎間連接帶寬的最高上限。由于模塊化交換機的體系結構不同，背板帶寬并不能完全有效代表交換機的真正性能。固定端口交換機不存在背板帶寬這個概念。

2、交換引擎的轉發性能 (交換容量、轉發能力）

由于交換引擎是作為模塊化交換機數據包轉發的核心，所以這一指標能夠真實反映交換機的性能。對于固定端口交換機，交換引擎和網絡接口模板是一體的，所以廠家提供的轉發性能參數就是交換引擎的轉發性能，這一指標是決定交換機性能的關鍵。支持第三層交換的設備會分別提供第二層轉發速率和第三層轉發速率，一般二層能力用bps，三層能力用pps，采用不同體系結構的模塊化交換機，這兩個參數的意義是不同的。但是，對于一般的局域網用戶而言，只關心這兩個指標就可以了，它是決定該系統性能的關鍵指標。對于大型園區網和城域網用戶，討論交換機的體系結構和第三層優化算法是有意義的。

3、PPS是如何計算的:

我們知道1個千兆端口的線速(包轉發率是1.4881MPPS,百兆端口的線速包轉發率是0.14881MPPS，這是國際標準，但是如何得來的呢？具體的數據包在傳輸過程中會在每個包的前面加上64個（前導符）preamble也就是一個64個字節的數據包，原本只有512個bit,但在傳輸過程中實際上會有512+64+96(96bit 幀間隙)=672bit,也就是這時一個數據包的長度實際上是有672bit的 千兆端口線速包轉發率=1000Mbps/672=1.488095Mpps，約等于1.4881Mpps,百兆除于10為0.14881Mpps 設備選型時需要注意的幾個方面：線速只能作為一個參考，絕大多數情況下端口實際速率不會達到線速；主頻高點沒有壞處，但是CPU在一般業務中的實際占用率是個很重要的指標。