安防监控网络中核心交换机的背板带宽及包转发率算法详解
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。在恶劣的应用环境下，甚至无法实现有效接地的场景，也可以大大降低设备的雷击损坏率。一台交换机的背板带宽越高，所能处
华为h3c交换机
安防监控网络中核心交换机的背板带宽及包转发率算法详解
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。在恶劣的应用环境下，甚至无法实现有效接地的场景，也可以大大降低设备的雷击损坏率。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。
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×1.488Mpps+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×1.488Mpps+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，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。其中S9700和S9300可作为大型园区网络核心交换机，S7700、S6700可作为中兴园区网络的核心交换机，S5700、S3700可以作为中小型网络的核心交换机。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。
*对于以太网，一个线速端口的包转发率为0.1488Mpps。
*对于OC－12端口，一个线速端口的包转发率为1.17Mpps。
*对于OC－48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连接，由核心引擎检查每个输入包以决定路由。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，内存的价格会很高，因而交换机内核成为性能实现的瓶颈；强大的防雷能力S2700采用内置防雷的专利技术，高达7KV的防雷能力，能有效抵御感应雷击的过电压。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。
交换机背板带宽和交换容量的区别
背板带宽=交换容量，其实都是由交换芯片决定的，上面说什么背板带宽由机框式交换机的无源背板走线和连接器决定的都是搞笑的。
首先说明白什么是整机交换容量，整机交换容量其实就是你的交换芯片（如博通多用于机框式交换机的jericho及多用于盒式交换机的trident）或者像思科自研的fabric芯片能提供的带宽。也被称为背板带宽。注意背板带宽由芯片决定而不是什么物理连接器PCB走线之类的……比如我一个trident2＋芯片能提供1280G带宽，那我就可以用这个芯片轻松做一个48个万兆接口6+个40G上行接口的1U交换机出来，并且线速转发（实际上用720G的型号就可以了，1280G可以做出像华三的6800-4C）。产品型号和外观CloudEngineS5731-H系列交换机包括如下款型：产品特性和优势更敏捷地实现丰富业务特性该系列交换机具备融合AC的功能，支持管理1KAP，可节省用户额外购买AC硬件的费用。如果我还想做机框式交换机，那么线卡上要有交换芯片，但是为了保证跨板线速转发，那我前面板所有接口的带宽之和须等于板卡之间内联口带宽。那我做个36端口40GE线卡就需要2.88T的带宽，Jericho芯片好像没这么大的，所以一张线卡得放两个交换芯片，每个芯片（jericho提供720G面板接口带宽）分别负责18个接口的转发。
那么问题来了，首先，我这一张线卡上的两个jericho芯片上的接口如何通信？
其次，然后比如我一台机框有8张线卡，如何实现跨板全线速转发？
早期的方式是像思科6500华为7700华三7500这种比较老的没有独立交换网板的架构叫crossbar，在引擎上放几个交换芯片，这几个交换芯片一般就没有面板接口了（6500貌似有）而纯用于线卡之间的内联。所有线卡与引擎上的交换芯片互联，意味着所有跨板卡流量必须经过引擎！这种架构的缺点是引擎上既要有控制平面的器件如cpu内存啥的，又要放交换芯片，所以空间实在有限，思科6500的sup2T提供了2T带宽每张引擎，那么分给6506的5张线卡就只有每槽位400G带宽了（好像2T还有前面板口，那实际都到不了400G），双引擎4T带宽分给6509的7张线卡也是捉襟见肘。其中S5700可以作为大型园区网络的全千兆接入交换机，S3700和S2700可作为中小型园区网络的百兆到桌面的接入交换机，S1700可作为小型园区网络的百兆到桌面的接入交机。所以总而言之crossbar架构的交换机完全无法满足飞速发展的数据中心动辄24甚至36*40G线卡的需求。为了解决这个问题出现了CLOS架构，这就需要交换网板出马了，交换网板上用的博通FE芯片带宽高，比如高达3.6T的FE3600，但只有基本的转发功能因为各种feature都是在线卡芯片上实现的，网板只需要线速转发。每一块线卡上的芯片都会跟所有网板上的芯片互联，这就是CLOS架构。另外需要提一下博通DUNE芯片是会把报文切割成信元负载到每一块网板上芯片上的真正无阻塞。
引擎从此只是纯控制平面不再负责业务数据转发，引擎上的交换芯片被移到了独立的交换网板（思科叫fabric）上。后来很多厂家的引擎都变成半宽了因为芯片少了嘛。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，内存的价格会很高，因而交换机内核成为性能实现的瓶颈。所有线卡与交换网板互联，所有跨板流量甚至同板卡跨芯片流量都要经过交换网板，交换网板因为可以设计多张就像是一个带
