交換機背板帶寬詳解

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。背板帶寬標誌了交換機總的數據交換能力,單位爲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。
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。計算公式爲端口數*相應端口速率*2(全雙工模式)如果總帶寬≤標稱背板帶寬,那麼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+其餘類型端口數*相應計算方法,如果這個速率能≤標稱二層包轉發速率,那麼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+其餘類型端口數*相應計算方法,如果這個速率能≤標稱三層包轉發速率,那麼交換機在做第三層交換的時候可以做到線速。

那麼,1.488Mpps是怎麼得到的呢?
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)的個數作爲計算基準的。對於千兆以太網來說,計算方法如下:1,000, 000,000bps/8bit/(64+8+12)byte=1,488,095pps 說明:當以太網幀爲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包時的包轉發率爲1.488Mpps。快速以太網的統速端口包轉發率正好爲千兆以太網的十分之一,爲148.8kpps。
*對於萬兆以太網,一個線速端口的包轉發率爲14.88Mpps。
*對於千兆以太網,一個線速端口的包轉發率爲1.488Mpps。
*對於快速以太網,一個線速端口的包轉發率爲0.1488Mpps。
*對於OC-12的POS端口,一個線速端口的包轉發率爲1.17Mpps。
*對於OC-48的POS端口,一個線速端口的包轉發率爲4.68MppS。
所以說,如果能滿足上面三個條件,那麼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,尤其是隨着交換機端口的增加,中央內存的價格會很高,因而交換機內核成爲性能實現的瓶頸;二是交叉總線結構,它可在端口間建立直接的點對點連接,這對於單點傳輸性能很好,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爲新的性能瓶頸。

========================================================================

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,我認爲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倍應該小於背板帶寬,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個千兆端口在包長爲64字節時的理論吞吐量爲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,而宣稱的吞吐量爲不到261.8Mpps(176 x 1.488Mpps = 261.8),那麼用戶有理由認爲該交換機採用的是有阻塞的結構設計。
一般是兩者都滿足的交換機纔是合格的交換機。
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,因爲後者是個設計值,測試很困難的並且意義不是很大。
發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章