包转发率和背板带宽计算方法

1、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，单位通常使用pps （包每秒） 来衡量。一般来讲，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。如果小型办公使用，则选购转发速率较低的低端路由器即可，如果是大中型 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，一般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

2、越强，但同时设计成本也会越高。一般来讲， 计算方法如下：1）线速的背板带宽考察交换机上所有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）如果总带宽 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x1.488Mpps+百兆端口数量*0.1488Mpps+其余类型端口数*相应计算方法， 如果这个速率能标称二层包转发速率，那么交换机在做第二层交换的时候可以做到线速。3）第三层包转发线速第三层包转发率=千兆端口数量x1.488Mpps+百兆端口数量*0.1488Mpps+其余类型端口数*相应计算方法， 如果这个速率能标称三层包转发速率，

3、那么交换机在做第三层交换的时候可以做到线速。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。（注，最 小包意味着在相同时间内通过最多数量的报文）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。 快速以太网的线速端口包转发率正好为千兆以太网的十分之

4、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OC12的POS端口，一个线速端口的包转发率为1.17Mpps。*对于OC48的POS端口，一个线速端口的包转发率为468MppS。所以说，如果能满足上面三个条件，那么我们就说这款交换机真正做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以下几种：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连接，由核心引擎检查每个输

5、入包以决定路 由。这种方法需要很大的内存带宽、很高的管理费用，尤其是随着交换机端口的增加，中央内存的价格会 很高，因而交换机内核成为性能实现的瓶颈；二是交叉总线结构，它可在端口间建立直接的点对点连接，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成小的交叉矩阵，中间通过一条高性能的总线连接。其优点 是减少了交叉总线数，降低了成本，减少了总线争用；但连接交叉矩阵的总线成为新的性能瓶颈。分割找了两台以太网交换机的性能参数，举例说明。实例1：二层以太网交换机，以第一个为例基本特性产品描述楚机握供W歼北端 口接入

6、.f W4口 lo/i 00/1 oooitfgii 应电口交换机，4口 SF啡夏用端口整机提供5汁千兆 端口喝口 10/100/1000M自适 应端口，4个SET 非夏用端口壁机提供?阡北端 口接;V 钎兆电 口, 4口 EFF非复用 端口，最大可同时 支持1W口 PDE供电可用模块单口侦口SASE-SX niinL GE I某换模块f L带口）单 口山。DBASE-L5i ulluL GE I 靖换模块 CC接口）单口 LCOJBASE-Lli uLini GEIC换模块匕晦口），40km 单口 WWEASETX应H GE I噌换模块 口噤口）， SO km 单口 LWOEASETX tu

7、ini GEIC换模块 f LC接口）， 80km 单口 LWOBASE-EX QLini GEI婚换模块；U吨口）? LQQka 审噬叠模块 GE-SFF-STiCKl. 6M, 1.6JS交损答里256G-包转发率bloq.lEE 汗Jfl卧qaoxLEin 8641）所有接口物理带宽=（24+4）*1000M/s*2=56G/s 交换机背板交换容量256G。所以，它的背板带宽可以 做到“线速”。2）二层转发速率=（24+4）*1.488Mpps=41.664Mpps 51Mpps。所以，它的二层数据转发能力可以实现线 速”（无阻塞）地转发。3）二层交换机不涉及三层报文转发性能实例2：三层

8、以太网交换机，同样以第一个为例巫5XEgOOM自适僦口卉电戛阙口携网为干北售症 3 1个铲屐播吏瘢皿彩口 10 iDOhig洒成端口，叶田*. GT光曲E用口 KFP为千兆百腿m 小抵团S 交鼬强可闻13映泠miMMCOCMS适应电口汩抻蔓用的千兆SF瞰口的耳兆1T雇眼些切硬千兆.百花口）叫口旌真掷电t廉卸霍咪芸城屐蟋窈 IMWBASE.SK aum UKOB ASE-LX thuut* LC?e 口、单口1顾蜡-LHt=i旧寺削做插测臭tLCt翌口 ） 单口如爵巳由：口皿号离1尊摘说圾 任*口,.上妇单口1硕噩-或皿订右削伞损供堤tfX棒口，. ttAxn最 nASEZK Hiht块 c L域口） LMhuE邮胃椎栓口（IIS （LCISDl S L5km, 4仲唾桓搀口推崛: A肯揄蒂抵包牌案笑1.111：好速： 5 bioiisS.cainal-cDKuan 8E41）所有接口物理带宽=（24*100M/s+2*1000M/s）*2=8.8G/s 交换机背板交换容量49.6G。所以，它的背板 带宽可以做到“线速”。2）二层转发速率=24*0.1488Mpps+2*1.448Mpp=6.4672Mpps 12.8Mpps。所以，它的二层数据转发能 力可以实现“线速”（无阻塞）地转发。3）三层转发速率的计算方式和计算结果同上机器对三层数据也