交換機參數計算
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*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:
1,000,000bps/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的統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4.68MppS。
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。
如何考察交換機背板帶寬是否夠用
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。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上去。
但是,我們如何去考察一個交換機的背板帶寬是否夠用呢?
顯然,通過估算的方法是沒有用的,我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。
1.背板帶寬:指所有業務板與交換路由引擎之間總的通信帶寬(比較虛)
2.交換容量:對機箱式交換機而言,它表示某種引擎在某種機箱上所能發揮出來的最大交換能力,計算方式:箱式的由引擎決定低端的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
3.包轉發率:它是指每秒種交換機整機所能轉發的數據包數量,以太網以64字節的最小包為標準,當然計算的時候要加上20字節的幀
計算方式:
對于1個全雙工1000Mbps接口
達到線速時要求:
轉發能力
=1000Mbps/((64+20)*8bit)=1.488Mpps
對于1個全雙工100Mbps接口
達到線速時要求:
轉發能力
=100Mbps/((64+20)*8bit)=0.149Mpps
例如:一臺8*100M/1*1000M口的交換機
包轉發率為2.68M
4.端口容量:
全雙工下是交換機端口容量的兩倍
計算方式:端口容量=2*(n*100Mbps+m*1000Mbps)(n:表示交換機有n個100M端口,m:表示交換機有m個1000M端口)
如:一臺8*100M/1*1000M口的交換機端口容量為3.6G,核心交換機應當全部采用模塊化結構,必須擁有相當數量的插槽,具有強大的網絡擴展能力,以保護原由的投資。模塊化結構擁有更強勁的性能、更大的靈活性和可擴充性,可以根據現實或者未來的需要選擇不同數量、不同速率和不同接口類型的模塊,以適應千變萬化的網絡需求。