包转发率和背板带宽计算方法

包转发率和背板带宽计算方法

概念

    包转发率，也称端口吞吐量，是指路由器在某端口进行的数据包转发能力，单位一般使用pps（包每秒）来衡量。通常来说，低端的路由器包转发率只有几K到几十Kpps，而高端路由器则能达到几十Mpps（百万包每秒）甚至上百Mpps。若是小型办公使用，则选购转发速率较低的低端路由器便可，若是是大中型企业部门应用，就要严格这个指标，建议性能越高越好。

 

    交换机的背板带宽，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，也叫交换带宽，通常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。
通常来说，计算方法以下:

1）线速的背板带宽

考察交换机上全部端口能提供的总带宽。计算公式为端口数*相应端口速率*2（全双工模式）若是总带宽≤标称背板带宽，那么在背板带宽上是线速的。

2）第二层包转发线速

第二层包转发率=千兆端口数量×1.488Mpps+百兆端口数量*0.1488Mpps+其他类型端口数*相应计算方法，若是这个速率能≤标称二层包转发速率，那么交换机在作第二层交换的时候能够作到线速。
3）第三层包转发线速

第三层包转发率=千兆端口数量×1.488Mpps+百兆端口数量*0.1488Mpps+其他类型端口数*相应计算方法，若是这个速率能≤标称三层包转发速率，那么交换机在作第三层交换的时候能够作到线速。
那么，1.488Mpps是怎么获得的呢?

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）的个数做为计算基准的。对于千兆以太网来讲，计算方法以下：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。快速以太网的线速端口包转发率正好为千兆以太网的十分之一，为148.8kpps。

*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。
*对于快速以太网，一个线速端口的包转发率为0.1488Mpps。
*对于OC－12的POS端口，一个线速端口的包转发率为1.17Mpps。
*对于OC－48的POS端口，一个线速端口的包转发率为468MppS。

因此说，若是能知足上面三个条件，那么咱们就说这款交换机真正作到了线性无阻塞
背板带宽资源的利用率与交换机的内部结构息息相关。目前交换机的内部结构主要有如下几种：一是共享内存结构，这种结构依赖中心交换引擎来提供全端口的高性能链接，由核心引擎检查每一个输入包以决定路由。这种方法须要很大的内存带宽、很高的管理费用，尤为是随着交换机端口的增长，中央内存的价格会很高，于是交换机内核成为性能实现的瓶颈；二是交叉总线结构，它可在端口间创建直接的点对点链接，这对于单点传输性能很好，但不适合多点传输；三是混合交叉总线结构，这是一种混合交叉总线实现方式，它的设计思路是，将一体的交叉总线矩阵划分红小的交叉矩阵，中间经过一条高性能的总线链接。其优势是减小了交叉总线数，下降了成本，减小了总线争用；但链接交叉矩阵的总线成为新的性能瓶颈。

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