交换机转发率计算
2）
设备：S5500-28C-EI
包转发率（整机）：
接口：24个10/100/1000Base-T以太网端口，4个复用的1000Base-X千兆SFP端口，2个扩展插槽（每个扩展插槽接口卡最大配置2×10G接口）；
（也就是24*1000M＋2×2*10GE)
计算：*24+*2*2=+=
结果＝包转发率（整机）：，满足全端口“线速转发”。
通过这样事例，可以清楚交换机厂商所公布的数据是“如何”的了吧！
这是在二层交换上面所能达到的包转发率，但是如果一个路由器在三层路由上面，甚至在开启nat的情况下，其包转发率会有很大降低，而这个值才是值得关心的，所以我们在看到很多商家在一直强调包转发个数148810个包，其实这是二层交换的理论极限值，而不是真正的路由器在三层工作时候的值。
包转发率得计算和背板带宽得计算
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×+百兆端口数量*+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×+百兆端口数量*+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，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。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。
*对于万兆以太网，一个线速端口的包转发率为。
*对于千兆以太网，一个线速端口的包转发率为。
*对于快速以太网，一个线速端口的包转发率为。
*对于OC－12的POS端口，一个线速端口的包转发率为。
*对于OC－48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。
交换容量和包转发率之间什么关系
100M的光纤，296kpps的性能就可以做到线速转发了，而NBR2000达到了400kpps的性能，在这里就可以把NBR2000当成是一个网线一样透明了。
交换容量和包转发率之间什么关系00ad
有以下两种方法：
第一种方法如下：
--------------------------------------------------------------------------------
我总结一个公式：
转发带宽=包转发速率*8*（64＋8＋12）=1344*包转发速率
我的公式推算：
假设交换机有A、B、C三种接口各一个，它们的包转发率分别是X、Y、Z
64+8+12的意思为：基于64字节分组测试（以太网传输最小包长就是64字节）；8以太网中，每个帧头都要加上了8个字节的前导符；帧间隙最小为12字节。再乘8是转换为Bit 为单位。
所以得：
交换机转发带宽=X*8*（64+8+12）+Y*8*（64+8+12）+Z*8*（64+8+12）
=（X+Y+Z）*1344;
=交换机包转发率*1344
-------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------
第二种计算方法：
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
第二层包转发率=千兆端口数量×+百兆端口数量*+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。
那么，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。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一，为。
*对于万兆以太网，一个线速端口的包转发率为。
*对于千兆以太网，一个线速端口的包转发率为。
*对于快速以太网，一个线速端口的包转发率为。
*对于OC－12的POS端口，一个线速端口的包转发率为。
*对于OC－48的POS端口，一个线速端口的包转发率为468MppS。
--------------------------------------------------------------
//背板带宽计算公式：
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。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
同时设计成本也会上去。但是，我们如何去考察一个交换机的背板带宽是否够用呢？显然，通过估算的方法是没有用的，我认为应该从两个方面来考虑：
1、）所有端口容量X端口数量之和的2倍应该小于背板带宽，可实现全双工无阻塞交换，证明交换机具有发挥最大数据交换性能的条件。
2、）满配置吞吐量(Mpps)=满配置GE端口数×其中1个千兆端口在包长为64字节时的理论吞吐量为。
例如，一台最多可以提供64个千兆端口的交换机，其满配置吞吐量应达到64× =
才能够确保在所有端口均线速工作时，提供无阻塞的包交换。
如果一台交换机最多能够提供176个千兆端口，而宣称的吞吐量为不到(176 x = ，那么用户有理由认为该交换机采
用的是有阻塞的结构设计。
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? ?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。
交换机的背版速率一般是：Mbps,指的是第二层，
对于三层以上的交换才采用Mpps
2950G-48
背板＝2×1000×2＋48×100×2(Mbps)＝(Gbps)
相当于2=个千兆口
吞吐量=×=
4506
背板64G
满配置千兆口
4306×5＋2（引擎）＝32 吞吐量＝32×=
二层交换机性能,功能测试详细介绍
二层以太网交换机功能、性能指标完全详细解释 一、物理特性 交换机的物理特性是指交换机提供的外观特性、物理连接特性、端口配置、底座类型、扩展能力、堆叠能力以及指示灯设置，反映了交换机的基本情况。 1．端口配置 端口配置指交换机包含的端口数目和支持的端口类型，端口配置情况决定了单台交换机支持的最大连接站点数和连接方式。快速以太网交换机端口类型一般包括10Base-T、 100Base-TX、100Base-FX，其中10Base-T和100Base-TX一般是由10M/100M自适应端口提供，有的高性能交换机还提供千兆光纤接口。端口的工作模式分为半双工和全双工两种。自适应是IEEE 802.3工作组发布的标准，为线端的两个设备提供自动协商达到最优互*作模式的机制。通过自动协商，线端的两个设备可以自动从100Base-T4、100Base-TX、10Base-T 中选择端口类型，并选择全双工或半双工工作模式。为了提供方便的级联，有的交换机设置了单独的Uplink(级联)端口或通过MDI/MDI-X按钮切换，对没有Uplink端口或MDI/MDI-X 按钮的交换机则需要使用交叉线互连。 2．模块化 交换机的底座类型有三种: 固定、模块和混合。固定型交换机的端口永久安装在交换机上。模块化交换机有可以插接端口模块和上行模块的插槽。混合型交换机既包含固定端口又有可替换的上行端口。模块化提供改变媒体类型和端口速度的灵活性，并可以扩展交换机的端口数量和类型。模块包括可互换媒体端口、可互换模块和可互换上行端口。 3．堆叠特性 堆叠为交换机提供简单的端口扩展和统一的管理，提供交换机间高速互连。 4．热插拔 热插拔对于减少网络停机时间非常重要，在开机状态下更换元件可以最大程度地避免中断网络的工作。热插拔元件一般包括连接模块、上行模块、风扇和电源。 5．指示灯 指示灯可以为用户提供直接明了的交换机工作状态指示，一般包括电源指示灯、端口连接状态指示灯、端口工作模式指示灯、链路活动指示灯、碰撞指示灯、插槽指示灯，有的交换机还提供Console指示灯、带宽利用率指示灯。 6．控制 指交换机是否为用户提供简单、方便、直接的*作按钮，包括电源开关、配置按钮、重置按钮。 二、功能特性测试 1. 转发类型 交换机转发类型分为存储转发(store-and-forward)和快速转发(cut-through)两类。存储转发在本质上和传统的LAN网桥转发方式相同。被转发的帧在输出端口等待，直到交换机完整地收到整个帧才开始转发。快速转发在交换机收到整个帧之前，就已经开始转发,因此可以
交换机转发率计算
100Mbit/s的以太网络，100M换算成byte则是100/8=12.5M byte/s，换算出来就是12500000bytes。 因为在以太网的数据包中，最小的数据包的大小是64byte/s，加上8个byte的前导字节以及12个byte帧间间隙，合计就是84byte。 那么用12500000/84=148809，所以就可以得到在100M吞吐量单向环境下的每秒最大的包转发个数148809，换算成k即为148.8k pps，也就是0.1488M pps。 0.1488M pps这个包转发率是100M的网络而言，那么1000M的网络，算出来的包转发率就应是1.488Mpps，对于10G网络对应的是14.88Mpps。 下面，我按这个数值来验证一下H3C的交换机在其网站上公布的数据，是否满足全端口“线速转发”。 1） 设备：H3C S3600-28P-EI 公布包转发率：9.6Mpps 接口：24个10/100Base-TX以太网端口，4个1000Base-X SFP千兆以太网端口(就是24个100M＋4个1000M） 计算：0.1488Mpps*24+1.488Mpps*4=3.5712Mpps+5.952Mpps=9.5232Mpps 结果9.5232Mpps < 公布包转发率：9.6Mpps,满足全端口“线速转发”。 2） 设备：S5500-28C-EI
包转发率（整机）： 95.2Mpps 接口：24个10/100/1000Base-T以太网端口，4个复用的1000Base-X千兆SFP端口，2个扩展插槽（每个扩展插槽接口卡最大配置2×10G接口）； （也就是24*1000M＋2×2*10GE) 计算：1.488Mpps*24+14.88Mpps*2*2=35.712Mpps+59.52Mpps=95.232Mpps 结果95.232Mpps＝包转发率（整机）： 95.2Mpps，满足全端口“线速转发”。 通过这样事例，可以清楚交换机厂商所公布的数据是“如何”的了吧！ 这是在二层交换上面所能达到的包转发率，但是如果一个路由器在三层路由上面，甚至在开启nat的情况下，其包转发率会有很大降低，而这个值才是值得关心的，所以我们在看到很多商家在一直强调包转发个数148810个包，其实这是二层交换的理论极限值，而不是真正的路由器在三层工作时候的值。 包转发率得计算和背板带宽得计算 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。
交换机性能参数测试操作手册
交换机性能参数测试操作手册 文档编号： 版本：1.1 日期：2005-8-7
一、目的 为了便于以后用SMB来测试交换机的相关性能的操作，特地撰写了该测试操作手册，给大家提供参考。 二、测试范围 该手册可用于用SMB对二层、三层交换机的性能测试。性能具体分为rfc 2544提及的吞吐量（Throughput）、延迟（Latency）、丢包率（Packet Loss）、背靠背（Back-to-back）四个主要指标和rfc 2889涉及到的转发能力（Forwarding）、拥塞控制（Congestion Control）包括线头阻塞（HOLB）和背压（Backpressure）、地址深度（Address Caching）、地址学习（Address Learning）、错误帧处理能力（Error Filting）、广播转发能力（Broadcast forwarding）、广播延迟（Broadcast Latency）以及Forward Pressure 能力的八个性能指标。 Rfc2544性能指标是利用Smartbits Application软件来测试的，rfc2889涉及的性能指标是用AST软件来测试的。 下面将以自研产品S3448型交换机（48口）为例，分别对上面列的性能指标的测试进行操作说明。 三、性能测试 3.1 测试硬件设备 1. S3448交换机一台； 2. SMB6000B一台； 3. PC机一台，并安装Smartbits Application和AST软件。 4. 线缆若干。 3.2 软件设备 Smartbits Application软件； AST软件。
三层交换原理及示例详解
三层交换原理及示例详解 7.7.5 三层交换原理 二层交换机的二层数据交换一般都是使用ASIC（Application Specific Integrated Circuit ，专用集成电路）的硬件芯片中的CAM表来实现的，因为是硬件转发，所以转发性能非常高。而三层交换机的三层转发也是依靠ASIC芯片完成的（路由器的路由功能主要依靠CPU软件进行的），但其中除了二层交换用的CAM表外，还保存有专门用于三层转发的三层硬件转发表。 三层交换机的三层交换原理比较复杂，不同网络环境下、不同厂家的三层交换机的三层交换流程都不完全相同。如图7-55所示的仅一个直接连接在一台三层交换机上的两个不同网段主机三层交换的基本流程，各主要步骤解释如下： （1）源主机在发起通信之前，将自己的IP地址与目的主机的IP地址进行比较，如果源主机判断目的主机与自己位于不同网段时，它需要通过网关来递交报文的，所以它首先需要通过一个ARP请求报文获取网关的MAC地址（在源主机不知道网关MAC地址的情形下），即源主机先发送ARP请求帧以获取网关IP地址对应的MAC 地址。 （2）网关在收到源主机发来的ARP请求报文后以一个ARP应答报文进行回应，在应答报文中的“源MAC地址”就包含了网关的MAC地址。 （3）在得到网关的ARP应答后，源主机再用网关MAC地址作为报文的“目的MAC地址”，以源主机的IP 地址作为报文的“源IP地址”，以目的主机的IP地址作为“目的IP地址”，先把发送给目的主机的数据发给网关。 图7-55 三层交换基本流程 （4）网关在收到源主机发送给目的主机的数据后，由于查看得知源主机和目的主机的IP地址不在同一网段，于是把数据报上传到三层交换引擎（ASIC芯片），在里面查看有无目的主机的三层转发表。 （5）如果在三层硬件转发表中没有找到目的主机的对应表项，则向CPU请求查看软件路由表，如果有目的主机所在网段的路由表项，则还需要得到目的主机的MAC地址，因为数据包在链路层是要经过帧封装的。于是三层交换机CPU向目的主机所在网段发送一个ARP广播请求包，以获得目的主机MAC地址。 （6）交换机获得目的主机MAC地址后，向ARP表中添加对应的表项，并转发由源主机到达目的主机的灵气包。同时三层交换机三层引擎会结合路由表生成目的主机的三层硬件转发表。 以后到达目的主机的数据包就可以直接利用三层硬件转发表中的转发表项进行数据交换，不用再查看CPU中的路由表了。 以上流程适用位于不同VLAN（网段）中的主机互访时属于这种情况，这时用于互连的交换机作三层交换转发。这就是“一次路由，多次交换”的原理。 7.7.6 三层交换示例 在三层交换中，同一交换机上的不同网段主机通信和不同交换机上的不同网段主机通信的基本原理是一样的，只是具体流程有所区别。本节仅以比较简单的“同一交换机上的不同网段主机通信”这种情形来解释上节介绍的三层交换原理。
交换机交换容量和包转发率计算方式
[交换路由]交换容量和包转发率之间什么关系[复制链接] 交换容量和包转发率之间什么关系 有以下两种方法： 第一种方法如下： -------------------------------------------------------------------------------- 我总结一个公式： 转发带宽=包转发速率*8*（64＋8＋12）=1344*包转发速率 我的公式推算： 假设交换机有A、B、C三种接口各一个，它们的包转发率分别是X、Y、Z 64+8+12的意思为：基于64字节分组测试（以太网传输最小包长就是64字节）；8以太网中，每个帧头都要加上了8个字节的前导符；帧间隙最小为12字节。再乘8是转换为Bit 为单位。 所以得： 交换机转发带宽=X*8*（64+8+12）+Y*8*（64+8+12）+Z*8*（64+8+12） =（X+Y+Z）*1344; =交换机包转发率*1344 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 第二种计算方法： ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 第二层包转发率=千兆端口数量×+百兆端口数量*+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。 那么，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。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一，为。 *对于万兆以太网，一个线速端口的包转发率为。 *对于千兆以太网，一个线速端口的包转发率为。 *对于快速以太网，一个线速端口的包转发率为。 *对于OC－12的POS端口，一个线速端口的包转发率为。 *对于OC－48的POS端口，一个线速端口的包转发率为468MppS。 -------------------------------------------------------------- //背板带宽计算公式： 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。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 同时设计成本也会上去。但是，我们如何去考察一个交换机的背板带宽是否够用呢？显然，通过估算的方法是没有用的，我认为应该从两个方面来考虑： 1、）所有端口容量X端口数量之和的2倍应该小于背板带宽，可实现全双工无阻塞交换，证明交换机具有发挥最大数据交换性能的条件。
H3C_S系列三层交换机负载分担、链路备份的实现过程
H3C S系列三层交换机负载分担、链路备份的实现过程 实验背景： 随着公司规模的不断扩大，网络部门同时申请了两根光纤，其中一根为10M，另外一根为20M，由于带宽不对称，要求在三层交换机上做策略路由实现2:1的流量分配，其次要求两条线路互相备份，从而实现公司网络安全可靠的传输。 实验网络拓扑图： 配置说明： 由于S系列三层交换机暂不支持基于用户的负载分担特性，可以使用策略路由、静态路由和NQA自动侦测实现负载分担和链路备份功能。
原理说明： 原理： NQA是一种实时的网络性能探测和统计技术，可以对响应时间、网络抖动、丢包率等网络信息进行统计。NQA还提供了与Track和应用模块联动的功能，实时监控网络状 态的变化。 IP单播策略路由通过与NQA、Track联动，增加了应用的灵活性，增强了策略路由对网络环境的动态感知能力。 策略路由可以在配置报文的发送接口、缺省发送接口、下一跳、缺省下一跳时，通过Track与NQA关联。如果NQA探测成功，则该策略有效，可以指导转发；如果探测失败，则该策略无效，转发时忽略该策略。ICMP-echo功能是NQA最基本的功能，遵循RFC 2925来实现，其实现原理是通过发送ICMP报文来判断目的地的可达性、计算网络响应时间及丢包率。ICMP-echo测试成功的前提条件是目的设备要能够正确响应ICMP echo request报文。NQA客户端会根据设置的探测时间及频率向探测的目的IP地址发ICMP echo request报文，目的地址收到ICMP echo request报文后，回复ICMP echo reply报文。NQA客户端根据ICMP echo reply报文的接收情况，如接收时间和报文个数，计算出到目的IP地址的响应时间及丢包率，从而反映当前的网络性能及网络情况。ICMP-echo 测试的结果和历史记录将记录在测试组中，可以通过命令行来查看探测结果和历史记录。
路由器包转发率计算
包转发率的计算－实例说明100Mbit/s的以太网络，100M换算成byte则是100/8=12.5M byte/s，换算出来就是12500000bytes。因为在以太网的数据包中，最小的数据包的大小是64byte/s，加上8个byte的前导字节以及12个byte帧间间隙，合计就是84byte。那么用12500000/84=148809，所以就可以得到在100M吞吐量单向环境下的每秒最大的包转发个数148809，换算成k即为148.8k pps，也就是0.1488M pps。0.1488M pps这个包转发率是100M 的网络而言，那么1000M的网络，算出来的包转发率就应是1.488Mpps，对于10G网络对应的是14.88Mpps。下面，我按这个数值来验证一下H3C的交换机在其网站上公布的数据，是否满足全端口“线速转发”。1）设备：H3C S3600-28P-EI 公布包转发率：9.6Mpps 接口：24个10/100Base-TX以太网端口，4个1000Base-X SFP千兆以太网端口(就是24个100M＋4个1000M）计算：0.1488Mpps*24+1.488Mpps*4=3.5712Mpps+5.952Mpps=9.5232Mpps 结果9.5232Mpps < 公布包转发率：9.6Mpps,满足全端口“线速转发”。2）设备：S5500-28C-EI 包转发率（整机）：95.2Mpps 接口：24个10/100/1000Base-T以太网端口，4个复用的1000Base-X千兆SFP端口，2个扩展插槽（每个扩展插槽接口卡最大配置2×10G接口）；（也就是24*1000M＋2×2*10GE) 计算：1.488Mpps*24+14.88Mpps*2*2=35.712Mpps+59.52Mpps=95.232Mpps 结果95.232Mpps ＝包转发率（整机）：95.2Mpps，满足全端口“线速转发”。通过这样事例，可以清楚交换机厂商所公布的数据是“如何”的了吧！这是在二层交换上面所能达到的包转发率，但是如果一个路由器在三层路由上面，甚至在开启nat的情况下，其包转发率会有很大降低，而这个值才是值得关心的，所以我们在看到很多商家在一直强调包转发个数148810个包，其实这是二层交换的理论极限值，而不是真正的路由器在三层工作时候的值。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
深入剖析三层交换机的工作过程
深入剖析三层交换机的工作过程 原创SELF_IMPR小灰最后发布于2013-07-23 10:54:45 阅读数3971 收藏 展开 路由器的三层转发主要依靠CPU进行，而三层交换机的三层转发依靠ASIC芯片完成，这就决定了两者在转发性能上的巨大差别。当然，三层交换机并不能完全替代路由器，路由器所具备的丰富的接口类型、良好的流量服务等级控制、强大的路有能力等仍然是三层交换机的薄弱环节。目前的三层交换机一般是通过VLAN来划分二层网络并实现二层交换的，同时能够实现不同VLAN间的三层IP互访。在讨论三层交换机的转发原理之前有必要交代一下不同网络的主机之间互访时的行为： （1）源主机在发起通信之前，将主机的IP与目的主机的IP进行比较，如果两者位于同一个网段（用网络掩码计算后具有相同的网络号），那么源主机直接向目的主机发送ARP请求，在收到目的主机的ARP应答后获得对方的物理层（MAC）地址，然后用对方MAC作为报文的目的MAC进行报文发送。位于同一VLAN（网段）中的主机互访时属于这种情况，这时用于互连的交换机作二层交换转发； （2）档源主机判断目的主机与主机位于不同的网段时，它会通过网关（Gateway）来递交报文，即发送ARP请求来获取网关IP地址对应的MAC，在得到网关的ARP应答后，用网关MAC作为报文的目的MAC进行报文发送。注意，发送报文的源IP是源主机的IP，目的IP仍然是目的主机的IP。位于不同VLAN（网段）中的主机互访时属于这种情况，这时用于互连的交换机作三层交换转发。 为了后续讨论的三层交换原理便于理解，这里简单介绍一下三层交换机内部结构，如图1所示：
交换机交换容量和包转发率计算方式
交换容量和包转发率之间什么关系 有以下两种方法： 第一种方法如下： -------------------------------------------------------------------------------- 我总结一个公式： 转发带宽=包转发速率*8*（64＋8＋12）=1344*包转发速率 我的公式推算： 假设交换机有A、B、C三种接口各一个，它们的包转发率分别是X、Y、Z 64+8+12的意思为：基于64字节分组测试（以太网传输最小包长就是64字节）；8以太网中，每个帧头都要加上了8个字节的前导符；帧间隙最小为12字节。再乘8是转换为Bit为单位。 所以得： 交换机转发带宽=X*8*（64+8+12）+Y*8*（64+8+12）+Z*8*（64+8+12） =（X+Y+Z）*1344; =交换机包转发率*1344 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 第二种计算方法： ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 第二层包转发率=千兆端口数量×+百兆端口数量*+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。 那么，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）
华为三层以太网交换机基本原理及转发流程
华为三层以太网交换机基本原理及转发流程 1.1. MAC地址介绍 MAC 地址是48 bit 二进制的地址，如：00-e0-fc-00-00-06。 能够分为单播地址、多播地址和广播地址。 单播地址：第一字节最低位为0，如：00-e0-fc-00-00-06 多播地址：第一字节最低位为1，如：01-e0-fc-00-00-06 广播地址：48 位全1，如：ff-ff-ff-ff-ff-ff 注意： 1）一般设备网卡或者路由器设备路由接口的MAC 地址一定是单播的MAC 地址才能保证其与其它设备的互通。 2）MAC 地址是一个以太网络设备在网络上运行的基础，也是链路层功能实现的立足点。 1.2. 二层转发介绍 交换机二层的转发特性，符合802.1D 网桥协议标准。 交换机的二层转发涉及到两个关键的线程：地址学习线程和报文转发线程。 学习线程如下：
华为认证技术文章 2 1）交换机接收网段上的所有数据帧，利用接收数据帧中的源MA C 地址来建立MAC 地址表； 注意：老化也是按照源MAC 地址进行老化。 报文转发线程: 1）交换机在MAC 地址表中查找数据帧中的目的MAC 地址，如果找到，就将该数据帧发送到相应的端口，如果找不到，就向所有的端口发送； 2）如果交换机收到的报文中源MAC 地址和目的MAC 地址所在的端口相同，则丢弃该报文； 3）交换机向入端口以外的其它所有端口转发广播报文。 1.3. VLAN二层转发介绍 报文转发线程: 引入了VLAN 以后对二层交换机的报文转发线程产生了如下的阻碍：
1）交换机在MAC 地址表中查找数据帧中的目的MAC 地址，如果找到（同时还要确保报文的入VLAN 和出VLAN 是一致的），就将该数据帧发送到相应的端口，如果找不到，就向（VLAN 内）所有的端口发送； 2）如果交换机收到的报文中源MAC 地址和目的MAC 地址所在的端口相同，则丢弃该报文； 3）交换机向（VLAN 内）入端口以外的其它所有端口转发广播报文。 以太网交换机上通过引入VLAN，带来了如下的好处： 1）限制了局部的网络流量，在一定程度上能够提升整个网络的处理能力。 2）虚拟的工作组，通过灵活的VLAN 设置，把不同的用户划分到工作 华为认证技术文章 3 组内； 3）安全性，一个VLAN 内的用户和其它VLAN 内的用户不能互访， 提升了安全性。
交换机交换容量和包转发率计算方式
[ 交换路由] 交换容量和包转发率之间什么关系[ 复制链接] 交换容量和包转发率之间什么关系 有以下两种方法： 第一种方法如下： 我总结一个公式： 转发带宽=包转发速率*8* （64＋8＋12）=1344*包转发速率我的公式推算： 假设交换机有A、B、C 三种接口各一个，它们的包转发率分别是X、Y、Z 64+8+12 的意思为：基于64 字节分组测试（以太网传输最小包长就是64 字节）；8 以太网中，每个帧头都要加上了8 个字节的前导符；帧间隙最小为12 字节。再乘8是转换为Bit 为单位。所以得： 交换机转发带宽=X*8*（64+8+12）+Y*8*（64+8+12）+Z*8* （64+8+12）=（X+Y+Z）*1344; =交换机包转发率*1344
第二种计算方法： 第二层包转发率=千兆端口数量X +百兆端口数量*+其余类型端口数*相应计算方法，如果这个速率能W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。那么，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。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一，为。 *对于万兆以太网，一个线速端口的包转发率为。*对于千兆以太网，一个线速端口的包转发率为。 * 对于快速以太网，一个线速端口的包转发率为。 *对于OC^ 12的POS端口，一个线速端口的包转发率为。 *对于OC^ 48的POS端口，一个线速端口的包转发率为468MppS
交换机的性能参数和使用选型概述
附录一：交换机的性能参数和使用选型 4.1 交换机性能参数 交换机参数是使用者用来衡量交换机用途、性能的重要参考依据，任何一个网络在施工之前都必须经严格的论证，论证的过程就包括网络拓扑结构的分析，节点设备功能的确定等环节；其中设备功能的确定主要是根据该网络的业务要求而确定，也就是能常所说的设备选型，而选购者也就是根据交换机相应的性能参数来选购所需设备。例如该网络用户需要满足的最小带宽、用户节点数量、是否支持远程网络管理、该交换机有多少个扩展槽、支持那些网络协议、是否支持VLAN、端口数量等等。 4.1.1基本参数 基本参数是设备选型时的主要参考标准，通常从这些参数中就能了解该设备的主要信息，判断是否满足建网要求等，例如我们需要购买一台支持网管功能的第三层千兆企业级模块化以太网交换机，这些参数年中就标明了设备类型。主要类型参考如下。 1.设备类型 交换机的分类标准多种多样，常见的有以下几种： （1）根据网络覆盖范围分 局域网交换机和广域网交换机。 （2）根据传输介质和传输速度划分 以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、10千兆以太网交换机、ATM交换机、FDDI交换机和令牌环交换机。 （3）根据交换机应用网络层次划分 企业级交换机、校园网交换机、部门级交换机和工作组交换机、桌机型交换机。 （4）根据交换机端口结构划分 固定端口交换机和模块化交换机。 （5）根据工作协议层划分 第二层交换机、第三层交换机和第四层交换机。 （6）根据是否支持网管功能划分 网管型交换机和非网管理型交换机。
2.交换方式 目前交换机在传送源和目的端口的数据包时通常采用直通式交换、存储转发式和碎片隔离方式三种数据包交换方式。目前的存储转发式是交换机的主流交换方式。 （1）、直通交换方式（Cut-through） 采用直通交换方式的以太网交换机可以理解为在各端口间是纵横交叉的线路矩阵电话交换机。它在输入端口检测到一个数据包时，检查该包的包头，获取包的目的地址，启动内部的动态查找表转换成相应的输出端口，在输入与输出交叉处接通，把数据包直通到相应的端口，实现交换功能。由于它只检查数据包的包头（通常只检查14个字节），不需要存储，所以切入方式具有延迟小，交换速度快的优点。所谓延迟（Latency）是指数据包进入一个网络设备到离开该设备所花的时间。 它的缺点主要有三个方面：一是因为数据包内容并没有被以太网交换机保存下来，所以无法检查所传送的数据包是否有误，不能提供错误检测能力；第二，由于没有缓存，不能将具有不同速率的输入／输出端口直接接通，而且容易丢包。如果要连到高速网络上，如提供快速以太网（100BASE－T）、FDDI或ATM连接，就不能简单地将输入／输出端口“接通”，因为输入／输出端口间有速度上的差异，必须提供缓存；第三，当以太网交换机的端口增加时，交换矩阵变得越来越复杂，实现起来就越困难。 （2）、存储转发方式（Store-and-Forward） 存储转发（Store and Forward）是计算机网络领域使用得最为广泛的技术之一，以太网交换机的控制器先将输入端口到来的数据包缓存起来，先检查数据包是否正确，并过滤掉冲突包错误。确定包正确后，取出目的地址，通过查找表找到想要发送的输出端口地址，然后将该包发送出去。正因如此，存储转发方式在数据处理时延时大，这是它的不足，但是它可以对进入交换机的数据包进行错误检测，并且能支持不同速度的输入／输出端口间的交换，可有效地改善网络性能。它的另一优点就是这种交换方式支持不同速度端口间的转换，保持高速端口和低速端口间协同工作。实现的办法是将10Mbps低速包存储起来，再通过 100Mbps速率转发到端口上。 （3）、碎片隔离式（Fragment Free） 这是介于直通式和存储转发式之间的一种解决方案。它在转发前先检查数据包的长度是否够64个字节（512 bit），如果小于64字节，说明是假包（或称残帧），则丢弃该包；如果大于64字节，则发送该包。该方式的数据处理速度比存储转发方式快，但比直通式慢，但由于能够避免残帧的转发，所以被广泛应用于低档交换机中。 使用这类交换技术的交换机一般是使用了一种特殊的缓存。这种缓存是一种先进先出的FIFO（First In First Out），比特从一端进入然后再以同样的顺序从另一端出来。当帧被接收时，它被保存在FIFO中。
交换机基本原理及转发流程
三层以太网交换机基本原理及转发流程 本文简要介绍了三层以太网交换机的二三层转发机制，主要目的是帮助读者进一步了解交换机的基本原理及转发流程，以期有利于更好的从事设备维护工作和建立于进一步学习的索引。 三层以太网交换机的转发机制主要分为两个部分：二层转发和三层交换。 1. 二层转发流程 1.1. MA地址介绍 MAC地址是48 bit二进制的地址，女口：OO-eO-fc-OO-OO-06 。可以分为单播地址、多播地址和广播地址。 单播地址：第一字节最低位为O,如：OO-eO-fc-OO-OO-O6 多播地址：第一字节最低位为1，如：O1-eO-fc-OO-OO-O6 （问题1:以O3开头的MAC地址是单播MAC地址还是多播MAC地址） 广播地址：48位全1，如：ff-ff-ff-ff-ff-ff 1）普通设备网卡或者路由器设备路由接口的MAC地址一定是单播的MAC地址才能保证其与其它设备的互通。 2）MAC 地址是一个以太网络设备在网络上运行的基础，也是链路层功能实现的立足点。 1.2. 二层转发介绍 交换机二层的转发特性，符合8O2.1D 网桥协议标准。交换机的二层转发涉及到两个关键的线程：地址学习线程和报文转发线程。学习线程如下： 1）交换机接收网段上的所有数据帧，利用接收数据帧中的源MAC地址来建立MAC 地址表； 2）端口移动机制：交换机如果发现一个包文的入端口和报文中源MAC地址的所在端口（在交换机的MAC地址表中对应的端口）不同，就产生端口移动，将MAC 地址重新学习到新的端口；
3）地址老化机制：如果交换机在很长一段时间之内没有收到某台主机发出的报 文，在该主机对应的MAC地址就会被删除，等下次报文来的时候会重新学习。注意：老化也是根据源MAC地址进行老化。 报文转发线程: 1）交换机在MAC地址表中查找数据帧中的目的MAC地址，如果找到，就将该数据帧发送到相应的端口，如果找不到，就向所有的端口发送； 2）如果交换机收到的报文中源MAC地址和目的MAC地址所在的端口相同，则丢弃该报文；3）交换机向入端口以外的其它所有端口转发广播报文。 13 VLAN二层转发介绍 报文转发线程: 引入了VLAN以后对二层交换机的报文转发线程产生了如下的影响： 1）交换机在MAC地址表中查找数据帧中的目的MAC地址，如果找到（同时还要确保报文的入VLAN和出VLAN是一致的），就将该数据帧发送到相应的端口，如果找不到，就向（VLAN内）所有的端口发送； 2）如果交换机收到的报文中源MAC地址和目的MAC地址所在的端口相同，则丢弃该报文；3）交换机向（VLAN内）入端口以外的其它所有端口转发广播报文。 以太网交换机上通过引入VLAN带来了如下的好处： 1）限制了局部的网络流量，在一定程度上可以提高整个网络的处理能力。 2）虚拟的工作组，通过灵活的VLAN设置，把不同的用户划分到工作组内； 3）安全性，一个VLAN内的用户和其它VLAN内的用户不能互访，提高了安全性。另外，还有常见的两个概念VLAN的终结和透传，从字面意思上就可以很好的了解这两个概念。所谓VLAN的透传就是某个VLAN不仅在一台交换机上有效，它还要通过某种方法延伸到别的以太网交换机上，在别的设备上照样有效；终结的意思及相对，某个VLAN的有效域不能再延伸到别的设备，或者不能通过某条链路延伸到别的设备。 VLAN透传可以使用802.1Q技术，VLAN终结可以使用PVLAh技术。 IEEE802.1Q协议是VLAN的技术标准，主要是修改了标准的帧头，添加了一个tag 字段，其中包含了VLAN ID等VLAN信息，具体实现这里不谈，如果有兴趣可以看相关的标准和资料。 注意：在Trunk端口转发报文的时候，如果报文的VLAN Tag等于端口上配置的默认VLAND，
交换机的交换模式及主要性能指标
交换机交换模式及性能指标 目录 目录 (1) 1交换机交换模式 (2) 1.1快速转发交换模式（cut-through） (2) 1.2碎片丢弃交换模式(fragment free) (3) 1.3存储转发交换模式(store and forward) (3) 1.4 各种转发模式图解 (4) 1.5 IBM G8264系列交换机交换模式的操作 (4) 2交换机的性能指标 (5) 2.1背板带宽(backplane bandwidth) (5) 2.2 线速(Line Speed/Line Rate) (5) 2.3包的转发率(PPS) (6) 2.4吞吐量(throughput) (6) 2.6 MAC地址表容量 (8) 2.6.1 MAC地址 (8) 2.6.2 MAC址址表 (9) 2.7其它一些技术批标 (11) 2.8 MAC地址表应用实例 (11) 2.9支持超大帧（Jumbo） (13) 2.10 Microburst流量突出处理 (14) 2.11 IBM G8264与其它厂商交换机性能指标对比实例 (14)
1交换机交换模式 交换机的交换模式包括静态和动态两种。静态交换是由人工来完成端口之间传输通道的建立；动态交换是通过对目的MAC地址的查询，得到的输出端口来临时建立传输通道的，这个传输通道在数据帧传送完成后自动断开。目前，交换机最常采用的交换模式是动态交换模式。动态交换模式主要有：快速转发、碎片丢弃和存储转发三种模式。1.1快速转发交换模式（cut-through） 快速转发交换模式是指交换机在接收数据帧时，一旦检测到前6个字节—即目的地址就立即进行转发。由于数据帧在进行转发处理时仅对目的MAC地址部分复制到缓冲区，并不是复制一个完整的帧，所以这个数据帧在转发之前没有经过校验和纠错，从而有可能导致错误的数据帧被转发出去。 快速转发交换模式的优点在于端口交换延迟小，交换速度快；缺点是在质量较差的物理链路上传输质量可靠性差，因此它适合于小型的交换机。但是当前万兆或千兆光纤网络的可靠性为快速转发提供了保障，所以万兆光纤以太网交换机的转发模式一般为快速转发模式。 IBM万兆交换机缺省采用的是此种交换模式。
交换机MLS实现三层交换的过程
交换机MLS实现三层交换的过程 MLS（MultiLayer Switching，多层交换）为交换机提供基于硬件的第三层高性能交换。它采用先进的专用集成电路（ASIC）交换部件完成子网间的IP包交换，可以大大减轻路由器在处理数据包时所引起的过高系统开销。 MLS是一种用硬件处理包交换和重写帧头，从而提高IP路由性能的技术。Cisco多层交换技术支持所有传统路由协议，而原来由路由器完成的帧转发和重写功能现在已经由交换机的硬件完成。MLS将传统路由器的包交换功能迁移到第三层交换机上。当然，这首先要求交换的路径必须存在。 MLS由以下三个部分组成： 1. 多层路由处理器（MLS-RP）它相当于网络中的路由器，负责处理每个数据流的第一个数据包，协助MLS交换引擎（MLS-SE）在第三层的CAM （Content-Addressable Memory）中建立捷径条目（Shortcut Entry）。MLS-RP 可以是一个外部的路由器，也可以由三层交换机的路由交换模块（RSM）来实现。 2. 多层交换的交换引擎（MLS-SE）它是负责处理转发和重写数据包功能的交换实体。 3. 多层交换协议（MLSP）它是一个轻型协议，用来通过多层路由处理器（MLS-RP）对多层交换的交换引擎进行初始化。 下面以图1所示的网络为例，阐述多层交换实现的步骤。 第一步：发送MLSP Hello 信息 当路由器激活后，多层路由处理器每15秒发送一个MLSP Hello包，这些包内含路由器接口所使用的VLAN标识和MAC地址信息。MLS-SE通过这些信息掌握
具备多层交换能力的路由器的第二层属性。如果交换机连接了多个MLS-RP，MLS-SE通过为它们的MAC地址分配XTAG值的方法来区分每个MLS-RP的MAC地址条目。如果MLSP帧从同一个 MLS-RP得到所有MAC地址，MLS-SE则为其附加相同的XTAG值，具体如图2所示。这些关联的记录都存放在CAM中。由于Hello 包是周期性发送的，所以，这种方法可以保证相关值动态地跟踪网络的变化，并可实现一定的淘汰机制。 Hello包是在第二层发布的，它使用多播地址 01-00-0C-DD-DD-DD. 第二步：标识候选包（Candidate Packet） 在了解具有多层交换能力的路由器的相关地址后，MLS-SE可以对进入交换机的数据包进行匹配判断。对于一个流中的数据包，如果MLS缓存中含有与之匹配的捷径条目，则MLS-SE就旁路路由器而直接转发该数据包；如果MLS中不含与该数据包相匹配的捷径条目，则MLS-SE将它归为候选包，并在缓存中建立部分捷径（Partial shortcut）。这样的包采用传统的第二层交换机处理方式处理，并发往与之相连的路由器接口（网关），具体见图3所示。
交换机转发率计算
100Mbit/s 的以太网络，100M换算成byte则是100/8=12.5M byte/s ，换算出来就是12500000bytes 。 因为在以太网的数据包中，最小的数据包的大小是64byte/s ，加上8 个byte 的前导字节以及12个byte 帧间间隙，合计就是84byte。 那么用12500000/84=148809 ,所以就可以得到在100M吞吐量单向环境下的每秒最大的包转 发个数148809,换算成k即为148.8k pps，也就是0.1488M pps。 0.1488M pps这个包转发率是100M的网络而言，那么1000M的网络，算出来的包转发率就应是1.488Mpps，对于10G网络对应的是14.88Mpps。 下面，我按这个数值来验证一下H3C的交换机在其网站上公布的数据，是否满足全端口“线 速转发” 。 1) 设备：H3C S3600-28P-EI 公布包转发率：9.6Mpps 接口：24个10/100Base-TX以太网端口，4个1000Base-X SFP千兆以太网端口(就是24个 100M＋4 个1000M) 计算：0.1488Mpps*24+1.488Mpps*4=3.5712Mpps+5.952Mpps=9.5232Mpps 结果9.5232Mpps <公布包转发率：9.6Mpps, 满足全端口“ 线速转发”。
2) 设备：S5500-28C-EI 包转发率（整机）：95.2Mpps 接口：24个10/100/1000Base-T 以太网端口，4个复用的1000Base-X千兆SFP端口，2个 扩展插槽（每个扩展插槽接口卡最大配置 2 X 10G接口）； （也就是24*1000M+ 2 X 2*10GE） 计算：1.488Mpps*24+14.88Mpps*2*2=35.712Mpps+59.52Mpps=95.232Mpps 结果95.232Mpps =包转发率（整机）：95.2Mpps，满足全端口“线速转发”。 通过这样事例，可以清楚交换机厂商所公布的数据是“如何” 的了吧！ 这是在二层交换上面所能达到的包转发率，但是如果一个路由器在三层路由上面，甚至在开启nat 的情况下，其包转发率会有很大降低，而这个值才是值得关心的，所以我们在看到很多商家在一直强调包转发个数148810个包，其实这是二层交换的理论极限值，而不是真正的路由器在三层工作时候的值。 包转发率得计算和背板带宽得计算 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X 1.488Mpps+百兆端口数量*0.1488Mpps+其余类型端口数*相应计算方法，