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工业交换机背板带宽计算方法详解

工业交换机背板带宽,简单来说,就是指交换机内部各个部分,包括插口、CPU和系统总线之间能够进行数据传输的最大信息量。这个带宽指标,也就是我们通常所说的数据传输能力,用Gbps(千兆比特每秒)作为单位。一般来说,工业交换机的背板带宽从几Gbps到几百Gbps不等。
那么,如何计算工业交换机的背板带宽呢?这里主要涉及到三种计算方式:
1. 线速的背板带宽:这个计算方法非常简单,就是将交换机上所有端口号的总网络带宽计算出来。具体计算方式是端口数乘以端口速度的两倍(全双工方式)。如果总网络带宽小于等于允许的背板带宽,那么就可以说这个背板带宽是线速的。
2. 第二层包转发线速:第二层包转发率=千兆网卡端口号总数×1.488Mpps+100兆端口号总数×0.1488Mpps+其他种类端口数×相对计算方式。如果这个速度小于等于允许的第二层包转发速度,那么在第二层交换的情况下,工业交换机能够保证线速。
3. 第三层包转发线速:第三层包转发率的计算方式与第二层类似。如果这个速度小于等于允许的三层包转发速度,那么在第三层交换的情况下,工业交换机也能够保证线速。
其中,1.488Mpps是一个重要的参考值。它是指单位时间内,推送64字节的数据包的数量。对于千兆以太网而言,这个计算方式是:1,000,000,000bps/9ait/(64+8+12)byte=1,488,095pps。这意味着,当以太网接口帧为64字节时,需要考虑到9个字节的帧头和12个字节的帧间隙的固定开销。因此,一个线速的千兆以太网端口号在传输64字节的包时的包转发率为1.488Mpps。
除了计算背板带宽,我们还需要了解工业交换机的内部结构。目前,工业交换机的内部结构主要有以下几种:
1. 共享内存结构:这种结构依赖中心交换模块来提供全端口的高性能连接,由中心模块检查每个输入包以决定路由。这种方式需要大量的内存带宽和很高的周期费用,尤其是随着交换机端口号的增加,中心运行内存的价格会很高,因此中心交换模块成为限制性能的瓶颈。
2. 交叉式结构:这种结构可以在端口间创建直接的点到点连接,非常适合多点传输特性,但不太适合一点传输。
3. 混合交叉式结构:这种结构是一种混合交叉式总线完成方法,其设计理念是将大的交叉式总线交换矩阵划分为小的交叉式交换矩阵,并通过一条高性能的总线连接它们。这种结构的优势是降低了交叉式总线数量,减少了成本和总线争用,但连接交叉式交换矩阵的总线成为新的性能瓶颈。
综上所述,如果一款工业交换机能够同时满足以上三个标准,那么我们就可以说这款交换机真正实现了线性无阻塞的数据传输。

工业交换机的背板带宽,是工业交换机插口CPU或接口卡和系统总线间能够吞吐量的较大信息量。背板带宽标示了工业交换机总的数据传输工作能力,单位为Gbps,也叫互换网络带宽,一般的工业交换机的背板带宽从几Gbps到几百Gbps不一。一台工业交换机的背板带宽越高,能够解决数据信息的工作能力就越强,但另外设计方案成本费也会越高。

工业交换机背板带宽计算方法详解

一般来讲,计算方式以下:

1)线速的背板带宽

调查工业交换机上全部端口号能出示的总网络带宽。计算方法为端口数*相对端口号速度*2(全双工方式)假如总网络带宽≤允差背板带宽,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=千兆网卡端口号总数×1.488Mpps+100兆端口号总数*0.1488Mpps+其他种类端口数*相对计算方式,假如这一速度能≤允差二层包转发速度,那么工业交换机在做第二层互换的情况下能够保证线速。

3)第三层包转发线速

第三层包转发率=千兆网卡端口号总数×1.488Mpps+100兆端口号总数*0.1488Mpps+其他种类端口数*相对计算方式,假如这一速度能≤允差三层包转发速度,那么工业交换机在做第三层互换的情况下能够保证线速。

那么,1.488Mpps是怎么获得的呢?

包转发线速的评价指标是以单位时间内推送64byte的数据文件(最包包)的数量做为测算标准的。针对千兆以太网而言,计算方式以下:1,000,000,000bps/9ait/(64+8+12)byte=1,488,095pps表明:当以太网接口帧为64byte时,需考虑到9ayte的帧头和12byte的帧空隙的固定不动花销。故一个线速的千兆以太网端口号在分享64byte包时的包转发率为1.488Mpps。迅速以太网接口的线速端口号包转发率恰好为千兆以太网的十分之一,为148.9kpps。

* 针对万兆以太网接口,一个线速端口号的包转发率为14.88Mpps。

* 针对千兆以太网,一个线速端口号的包转发率为1.488Mpps。

* 针对百兆以太网接口,一个线速端口号的包转发率为0.1488Mpps。

* 针对OC-12的POS端口号,一个线速端口号的包转发率为1.17Mpps。

* 针对OC-48的POS端口号,一个线速端口号的包转发率为468MppS。

所以说,假如能考虑上边三个标准,那么大家便说这款工业交换机真实保证了线性无堵塞。

背板带宽资源的使用率与工业交换机的内部构造密切相关。现阶段工业交换机的内部构造关键有下列几类:一是共享内存构造,这类构造依靠管理中心互换模块来出示全端口号的性能卓越联接,由关键模块查验每一个键入包以决策路由器。

这类方式必须非常大的内存带宽、很高的期间费用,尤其是伴随着工业交换机端口号的提升,中间运行内存的价钱会很高,因此工业交换机核心变成特性完成的短板;二是交叉式结构,它可在端口号间创建立即的点到点联接,这针对多点传送特性非常好,但不宜多一点传送;三是混和交叉式结构,它是一种混和交叉式系统总线完成方法,它的设计理念是,将一体的交叉式系统总线引流矩阵区划成小的交叉式引流矩阵,正中间根据一条性能卓越的系统总线联接。其优势是降低了交叉式系统总线数,减少了成本费,降低了系统总线争用;但联接交叉式引流矩阵的系统总线变成新的特性短板。

责任编辑:gt

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