今天說說我們?nèi)蹼娋W(wǎng)絡(luò)工程中應(yīng)用最多的交換機。
一、交換機的分類


網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成方式：接入層交換機、匯聚層交換機和核心層交換機 


OSI模型：第二層交換機、第三層交換機、第四層交換機等，一直到第七層交換機。


交換機的可管理性：可管理型交換機和不可管理型交換機，它們的區(qū)別在于對SNMP、RMON等網(wǎng)管協(xié)議的支持。


二、選擇交換機主要參考那些因素


a、背板帶寬、二/三層交換吞吐率。


b、VLAN類型和數(shù)量。


c、交換機端口數(shù)量及類型。


d、支持網(wǎng)絡(luò)管理的協(xié)議和方法。需要交換機提供更加方便和集中式的管理。


e、Qos、802.1q優(yōu)先級控制、802.1X、802.3X的支持。


f、堆疊的支持。


g、交換機的交換緩存和端口緩存、主存、轉(zhuǎn)發(fā)延時等參數(shù)。


h、線速轉(zhuǎn)發(fā)、路由表大小、訪問控制列表大小、對路由協(xié)議的支持情況、對組播協(xié)議的支持情況、包過濾方法、機器擴展能力等都是值得考慮的參數(shù)，應(yīng)根據(jù)實際情況考察。


 


上面是交換機選擇需要參考的因素，那通常選擇交換機我們可以通過以下幾個因素的判斷。


1、背板帶寬


交換機的背板帶寬，是交換機接口處理器或接口卡和數(shù)據(jù)總線間所能吞吐的最大數(shù)據(jù)量。背板帶寬標志了交換機總的數(shù)據(jù)交換能力，單位為Gbps，也叫交換帶寬。所以只有模塊交換機（擁有可擴展插槽，可靈活改變端口數(shù)量）才有這個概念，固定端口交換機是沒有這個概念的，并且固定端口交換機的背板容量和交換容量大小是相等的。背板帶寬決定了各板卡（包括可擴展插槽中尚未安裝的板卡）與交換引擎間連接帶寬的最高上限。由于模塊化交換機的體系結(jié)構(gòu)不同，背板帶寬并不能完全有效代表交換機的真正性能。固定端口交換機不存在背板帶寬這個概念。


2、交換容量、轉(zhuǎn)發(fā)能力


由于交換引擎是作為模塊化交換機數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的核心，所以這一指標能夠真實反映交換機的性能。對于固定端口交換機，交換引擎和網(wǎng)絡(luò)接口模板是一體的，所以廠家提供的轉(zhuǎn)發(fā)性能參數(shù)就是交換引擎的轉(zhuǎn)發(fā)性能，這一指標是決定交換機性能的關(guān)鍵。支持第三層交換的設(shè)備，廠家會分別提供第二層轉(zhuǎn)發(fā)速率和第三層轉(zhuǎn)發(fā)速率，一般二層能力用bps，三層能力用pps，采用不同體系結(jié)構(gòu)的模塊化交換機，這兩個參數(shù)的意義是不同的。但是，對于一般的局域網(wǎng)用戶而言，只關(guān)心這兩個指標就可以了，它是決定該系統(tǒng)性能的關(guān)鍵指標。對于大型園區(qū)網(wǎng)和城域網(wǎng)用戶，討論交換機的體系結(jié)構(gòu)和第三層優(yōu)化算法是有意義的。


3、背板帶寬計算


背板帶寬，是交換機接口處理器或接口卡和數(shù)據(jù)總線間所能吞吐的最大數(shù)據(jù)量。 


計算公式：端口數(shù)×相應(yīng)端口速率×2（全雙工模式）


24口百兆+2口千兆


24*2*100+2*2*1000=8.8Gbps


4、線速包轉(zhuǎn)發(fā)率的計算方法
(1)、背板帶寬（交換容量）


考察交換機上所有端口能提供的總帶寬。計算公式為端口數(shù)*相應(yīng)端口速率*2（全雙工模式）如果總帶寬≤標稱背板帶寬，那么在背板帶寬上是線速的。 


(2)、包轉(zhuǎn)發(fā)線速 


包轉(zhuǎn)發(fā)率=千兆端口數(shù)量×1.488Mpps+百兆端口數(shù)量*0.1488Mpps+其余類型端口數(shù)*相應(yīng)計算方法。


5、參數(shù)1.488Mpps的來歷 


那么，1.488Mpps是怎么得到的呢? 


包轉(zhuǎn)發(fā)線速的衡量標準是以單位時間內(nèi)發(fā)送64byte的數(shù)據(jù)包（最小包）的個數(shù)作為計算基準的。對于千兆以太網(wǎng)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(wǎng)幀為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(wǎng)端口在轉(zhuǎn)發(fā)64byte包時的包轉(zhuǎn)發(fā)率為1.488Mpps。


快速以太網(wǎng)的線速端口包轉(zhuǎn)發(fā)率正好為千兆以太網(wǎng)的十分之一，為148.8kpps。 對于萬兆以太網(wǎng)，一個線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為14.88Mpps。 


對于千兆以太網(wǎng)，一個線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為1.488Mpps。 


對于快速以太網(wǎng)，一個線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為0.1488Mpps。


對于以太網(wǎng)，一個線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為0.01488Mpps。


6、包轉(zhuǎn)發(fā)率


包轉(zhuǎn)發(fā)率標志了交換機轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包能力的大小。是指交換機每秒可以轉(zhuǎn)發(fā)多少個數(shù)據(jù)包（Mpps），即交換機能同時轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包的數(shù)量。包轉(zhuǎn)發(fā)率以數(shù)據(jù)包為單位體現(xiàn)了交換機的交換能力。計算方法=千兆端口數(shù)量× 1.488Mpps+百兆端口數(shù)量× 0.1488Mpps+其余類型端口數(shù)


24口百兆口，2個千兆口


2*1.488+24*0.1488≈6.6Mbps


7、線速交換


什么的線速交換：


線速交換，是指能夠按照網(wǎng)絡(luò)通信線上的數(shù)據(jù)傳輸速度實現(xiàn)無瓶頸的數(shù)據(jù)交換。其實現(xiàn)首先依ASIC芯片，通過專用硬件完成協(xié)議解析和數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)，而不是通過軟件方式依交換機的CPU完成。線速交換的實現(xiàn)還借助于分布式處理技術(shù)，交換機多個端口的數(shù)據(jù)流能夠同時進行處理。因此局域網(wǎng)交換機可以看做是CPU、RISC和 ASIC并用的并行處理設(shè)備。 


三、MB、 Bps 、 bps 、pps的區(qū)別


前者是位，后者是字節(jié) 


1byte=8bit 


1MB=8Mb=8M 


1MB=1024byte 


Mbps這里的p相當于“/”，也可以寫成Mb/s （兆比特每秒Mbps ）


通常說的100M的寬帶可以表示為100Mbps(100Mb/s)也可以表示成12.5MB/s(12.5MBps) 


12.5MB/s就是我們通過軟件下載看到的數(shù)據(jù) 。


1、bps


寬帶速率的單位用bps(或b/s)表示；


bps表示比特每秒，即表示每秒鐘傳輸多少位信息。在實際所說的1M帶寬的意思是1Mbps（是兆比特每秒Mbps不是兆字節(jié)每秒MBps） 


線路單位是bps，表示bit(比特)/second(秒)，注意是小寫字母b；用戶在網(wǎng)上下載時顯示的速率單位往往是Byte(字節(jié))/s(秒)，注意是大寫字母B。字節(jié)和比特之間的關(guān)系為1Byte=8Bits 


2M（即2Mb/s）寬帶理論速率是：256KB/s（即2048Kb/s），實際速率大約為103--200kB/s 


2、pps


包轉(zhuǎn)發(fā)率標志了交換機轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包能力的大小。單位一般為pps（包每秒）


包轉(zhuǎn)發(fā)速率是指交換機每秒可以轉(zhuǎn)發(fā)多少百萬個數(shù)據(jù)包（Mpps），即交換機能同時轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包的數(shù)量。


計算方法


 1個千兆端口的線速包轉(zhuǎn)發(fā)率是1.4881Mpps， 百兆端口的線速包轉(zhuǎn)發(fā)率是0.14881Mpps


具體的數(shù)據(jù)包在傳輸過程中會在每個包的前面加上64個字節(jié)的數(shù)據(jù)包，原本只有512個bit,但在傳輸過程中實際=512+64+96=672bit，千兆端口線速包轉(zhuǎn)發(fā)率=1000Mbps/672=1.488095Mpps


用設(shè)備參數(shù)中的pps數(shù)值乘以672=bps


6.6Mpps*672=4435.2Mbps