知識儲備
（一）K、M、G
bps（kbit/s）就是bitspersecond，涉及的是傳輸速率，k表示1000，M表示1000000，G表示1000000000，如1kbps=1000bps正確。在實際應用中，常用的數據傳輸速率的單位有：kbit/s，Mbit/s，Gbit/s。其中：kbit/s=103bit/s，1Mbit/s=106bit/s，1Gbit/s=109bit/s
而涉及存儲量（文件大小）以8bit字節計時才用k表示1024，M表示1024x1024，G表示1024x1024x1024。
（二）背板帶寬與交換容量
一、背板帶寬
1.交換機背板帶寬含義
交換機的背板帶寬也叫背板容量，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，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。
2.交換機的內部結構
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。
3.線性無阻塞傳輸
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？
計算公式：
A、每種端口的速率 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。
B、滿配置吞吐量(Mpps)=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。
舉例：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。
*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468MppS。
所以說，如果能滿足上面兩個條件，那麼我們就說這款交換機真正做到了線性無阻塞;
交換機背板速率單位一般爲Mbps，指的是二層，對於三層以上交換才採用Mpps ，bps = bit/s，每秒比特數；pps = packet/s，每秒包數
交換機的交換容量（背板帶寬|交換帶寬）計算方法爲：端口數*相應端口速率*2（全雙工）。例如一臺24口百兆交換機交換容量=24*100*2=4800Mbit=4.8Gbps
交換機交換容量（背板帶寬|交換帶寬）和包轉發率關係：交換容量=包轉發速率*8*（64＋8＋12）*2 (全雙工)=1344*包轉發速率
- 所以評價一臺交換機，不能只看接口速率和接口數量，還要從包轉發率和交換容量（背板帶寬|交換帶寬）一起來衡量一臺交換機的性能。
- 一臺24口百兆交換機，包轉發率要達到3.5712Mpps，交換容量（背板帶寬|交換帶寬）要達到4.8Gbps。如果這兩個參數不能達到這個值，就說明交換機的性能不達標。
二、交換容量
交換機的交換容量，是指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。交換容量表明瞭交換機總的數據交換能 力，單位是Gbps
交換機端口數量*相應端口速率*2(全雙工)
48*1000Mbps*2=96000Mbps=96Gbps
交換機容量(交換機的總帶寬，也稱端口總帶寬) ≤ (小於等於) 背板帶寬
如果交換機容量小於等於背板帶寬，那麼背板帶寬上是線速的。
H3C低端LSW交換均採用存儲轉發模式，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
H3C高端的交換機的 交換容量可以等於端口總容量的2倍，端口總容量＝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）。—— 一般目前都是這種
三、包轉發率
交換機的包轉發率（吞吐量|包轉發能力）指的是交換機轉發數據包的能力，單位是pps（包每秒)，也就是交換機每秒可以轉發多少個數據包。—— 注所有端口的轉發能力總和纔是交換機的包轉發率
轉發能力以能夠處理最小包長來衡量，對於以太網最小包爲64Byte（由於以太網的衝突檢測機制，所以以太網傳輸數據幀時對數據幀的大小有個限制，數據幀最小爲64byte），加上幀開銷20Byte（在以太網中，每個幀頭都要加上了8個字節的前導符，前導符的作用在於告訴監聽設備數據將要到來。然後，以太網中的每個幀之間都要有幀間隙，即每發完一個幀之後要等待一段時間再發另外一個幀，在以太網標準中規定最小是12個字節，然而幀間隙在實際應用中有可能會比12個字節要大，在這裏我用了最小值。每個幀都要有20個字節的固定開銷），因此最小包爲84Byte。
交換機接口速率：100Mbit/s的以太網接口，學過計算機的同學都知道，每8個bit組成一個字節，所以接一個百兆接口轉換成節=12.5Mbyte/s，也就是說每秒這個以太網接口能轉發12.5M個字節=12500000byte。以此百兆以太口爲例，一個百兆以太口每秒最多轉發12500000byte的數據，假設在最糟糕的情況下所傳輸的所有數據幀都是最小的84byte（當然如果傳輸的數據幀越大對交換機轉發越有利，所以我們這裏假設一個極端，在最糟糕的情況下），那麼這個百兆以太口每秒轉發的數據幀爲 12500000/84=148809pps(幀/秒或包每秒)=148.8kpps=0.1488Mpps。——注：1000000K= 1000M=1G
也可直接用下面公式：
對於1個全雙工10Gbps接口達到線速時要求：轉發能力＝10000Mbps/((64+20)*8bit)＝14.88Mpps
對於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
對於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
單位：Mpps （兆個包每秒）
舉個例子，假設有一臺24口10/100Base-TX以太網交換機，那麼這臺交換機的包轉發率爲 24*0.1488Mpps=3.5712Mpps，如果再加上4個千兆以太口4*1.488Mpps=5.952Mpps。那麼總共就是3.5712Mpps+5.952Mpps=9.5232Mpps。也就是說一臺24口百兆+4口千兆的以太網交換機，只有整機包轉發率達到9.5232Mpss的時候，才能實現線速轉發。
四、示例
背板概念：我個人一直理解成電腦的總線。
背板帶寬（平時選型時可以等同於交換容量，下同）計算方式：每種端口的速率乘以端口數量之和，再乘以2
背板帶寬：
接入交換機的背板帶寬：以24口接入交換機爲例（24個千兆口）
24*1000x 2(Mbit/s) /1000(Mbit/s)= 48 (Gbit/s)
核心交換機的背板帶寬：接入交換機數量乘以48 (Gbit/s)
實驗1：桌面型交換機帶20臺電腦上網
設備：桌面型交換機（俗稱傻瓜交換機）
廠家公佈的包轉發率：35.7Mpps
接口：24個10/100/1000Base-TX以太網端口， (就是24個1000M）
計算：1.488Mpps*24 =35.712Mpps
計算所得的包轉發率：結果35.712Mpps =公佈包轉發率：35.7Mpps，滿足全端口“線速轉發”。
廠家公佈的背板帶寬：48Gbps
計算：24*1000x 2(Mbit/s) /1000(Mbit/s)= 48 (Gbit/s)
背板帶寬：結果48 (Gbit/s)<=廠家公佈的背板帶寬：48Gbps，滿足全端口
實驗2：某個公司有300臺電腦上網，三層核心怎麼選。初步預計要用15個千兆交換機。
通過上面的實驗已經證實，每一個交換機的包轉發率要達到35.712Mpps，背板帶寬要達到48 (Gbit/s)。
核心交換機背板帶寬：接入交換機數量15X48 (Gbit/s)=720 Gbit/s
吞吐量包轉發率：
接入交換機的包轉發率： 1.488Mpps*2 =2.976Mpps（解釋：一個端口上聯到核心，但是有上行和下行。）
核心交換機的包轉發率：接入交換機數量15 X 2.976Mpps =44.64Mpps
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參考自：
https://blog.51cto.com/h3cxbj502/347928
https://www.cnblogs.com/liqing1009/p/10606644.html
http://blog.sina.com.cn/s/blog_3fe804ee0100dyeg.html
https://www.cnblogs.com/zoulongbin/p/7814968.html