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核心交换机参数概念详解

_本文原始标题：核心交换机参数概念详解
一、背板带宽
背板带宽也称交换容量 ， 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 ， 就像是立交桥所拥有的车道的总和 。 由于所有端口间的通信都需要通过背板完成 ， 所以背板所能提供的带宽 ， 就成为端口间并发通信时的瓶颈 。
带宽越大 ， 提供给各端口的可用带宽越大 ， 数据交换速度越大；带宽越小 ， 给各端口提供的可用带宽越小 ， 数据交换速度也就越慢 。 也就是说 ， 背板带宽决定着交换机的数据处理能力 ， 背板带宽越高 ， 所能处理数据的能力就越强 。 若欲实现网络的全双工无阻塞传输 ， 必须满足最小背板带宽的要求 。
计算公式如下
背板带宽=端口数量×端口速率×2
提示：对于三层交换机而言 ， 只有转发速率和背板带宽都达到最低要求 ， 才是合格的交换机 ， 二者缺一不可 。
例如 ，
如何一款交换机有24个端口 ，
背板带宽=24*1000*2/1000=48Gbps 。
核心交换机参数概念详解
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二、二层三层的包转发率
网络中的数据是由一个个数据包组成 ， 对每个数据包的处理要消耗资源 。 转发速率（也称吞吐量）是指在不丢包的情况下 ， 单位时间内通过的数据包数量 。 吞吐量就像是立交桥的车流量 ， 是三层交换机最重要的一个参数 ， 标志着交换机的具体性能 。 如果吞吐量太小 ， 就会成为网络瓶颈 ， 给整个网络的传输效率带来负面影响 。 交换机应当能够实现线速交换 ， 即交换速率达到传输线上的数据传输速度 ， 从而最大限度地消除交换瓶颈 。 对于三层核心交换机而言 ， 若欲实现网络的无阻塞传输 ， 这个速率能≤标称二层包转发速率和速率能≤标称三层包转发速率 ， 那么交换机在做第二层和第三层交换的时候可以做到线速 。
那么公式如下
吞吐量（Mpps）=万兆位端口数量×14.88Mpps+千兆位端口数量×1.488Mpps+百兆位端口数量×0.1488Mpps 。
算出的吞吐如果小于你交换机的吞吐量的话 ， 那就可以做到线速 。
这里面万兆位端口与百兆端口如果有就算上去 ， 没有就可以不用算 。
例如 ，
对于一台拥有24个千兆位端口的交换机而言 ， 其满配置吞吐量应达到24×1.488Mpps=35.71Mpps ， 才能够确保在所有端口均线速工作时 ， 实现无阻塞的包交换 。 同样 ， 如果一台交换机最多能够提供176个千兆位端口 ， 那么其吞吐量至少应当为261.8Mpps（176×1.488Mpps=261.8Mpps） ， 才是真正的无阻塞结构设计 。
那么 ， 1.488Mpps是怎么得到的呢?
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)的个数作为计算基准的 。 对于千兆以太网来说 ， 计算方法如下：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 。 快速以太网的统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 。
这个数据我们能用就行 。
所以说 ， 如果能满足上面三个条件（背板带宽、包转发率）那么我们就说这款核心交换机真正做到了线性无阻塞 。
一般是两者都满足的交换机才是合格的交换机 。
背板相对大 ， 吞吐量相对小的交换机 ， 除了保留了升级扩展的能力外就是软件效率/专用芯片电路设计有问题;背板相对小 。 吞吐量相对大的交换机 ， 整体性能比较高 。 不过背板带宽是可以相信厂家的宣传的 ， 可吞吐量是无法相信厂家的宣传的 ， 因为后者是个设计值 ， 测试很困难的并且意义不是很大 。
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三、可扩展性
可扩展性应当包括两个方面：
1、插槽数量：插槽用于安装各种功能模块和接口模块 。 由于每个接口模块所提供的端口数量是一定的 ， 因此插槽数量也就从根本上决定着交换机所能容纳的端口数量 。 另外 ， 所有功能模块(如超级引擎模块、IP语音模块、扩展服务模块、网络监控模块、安全服务模块等)都需要占用一个插槽 ， 因此插槽数量也就从根本上决定着交换机的可扩展性 。
2、模块类型：毫无疑问 ， 支持的模块类型(如LAN接口模块、WAN接口模块、ATM接口模块、扩展功能模块等)越多 ， 交换机的可扩展性越强 。 仅以局域网接口模块为例 ， 就应当包括RJ-45模块、GBIC模块、SFP模块、10Gbps模块等 ， 以适应大中型网络中复杂环境和网络应用的需求 。
四、四层交换
第四层交换用于实现对网络服务的快速访问 。 在四层交换中 ， 决定传输的依据不仅仅是MAC地址(第二层网桥)或源/目标地址(第三层路由) ， 而且包括TCP/UDP(第四层)应用端口号 ， 被设计用于高速Intranet应用 。 四层交换除了负载均衡功能外 ， 还支持基于应用类型和用户ID的传输流控制功能 。 此外 ， 四层交换机直接安放在服务器前端 ， 它了解应用会话内容和用户权限 ， 因而使它成为防止非授权访问服务器的理想平
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五、模块冗余
冗余能力是网络安全运行的保证 。 任何厂商都不能保证其产品在运行的过程中不发生故障 。 而故障发生时能否迅速切换就取决于设备的冗余能力 。 对于核心交换机而言 ， 重要部件都应当拥有冗余能力 ， 比如管理模块冗余、电源冗余等 ， 这样才可以在最大程度上保证网络稳定运行 。
六、路由冗余
【核心交换机参数概念详解】利用HSRP、VRRP协议保证核心设备的负荷分担和热备份 ， 在核心交换机和双汇聚交换机中的某台交换机出现故障时 ， 三层路由设备和虚拟网关能够快速切换 ， 实现双线路的冗余备份 ， 保证整网稳定性 。


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