交換機(jī)在弱電網(wǎng)絡(luò)工程中被廣泛應(yīng)用，各類數(shù)據(jù)傳輸都離不開(kāi)它。今天我們就談?wù)劷粨Q機(jī)的分類和選擇參考因素。

一、交換機(jī)的分類

按網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成方式：分為接入層交換機(jī)、匯聚層交換機(jī)和核心層交換機(jī)

按OSI模型：分為二層交換機(jī)、三層交換機(jī)、四層交換機(jī)等，一直到七層交換機(jī)。

交換機(jī)的可管理性：可管理型交換機(jī)和非管理型交換機(jī)，它們的區(qū)別在于對(duì)SNMP、RMON等網(wǎng)管協(xié)議的支持。

二、交換機(jī)選擇的主要參考因素

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(jī)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(jī)提供更加方便和集中式的管理。

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

f、堆疊的支持。

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

h、線速轉(zhuǎn)發(fā)、路由表大小、訪問(wèn)控制列表大小、對(duì)路由協(xié)議的支持情況、對(duì)組播協(xié)議的支持情況、包過(guò)濾方法、機(jī)器擴(kuò)展能力等都是值得考慮的參數(shù)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況考察。

上面是交換機(jī)選擇需要參考的因素，那通常選擇交換機(jī)我們可以通過(guò)以下幾個(gè)因素的判斷。

1、背板帶寬

交換機(jī)的背板帶寬，是交換機(jī)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(biāo)志了交換機(jī)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(jī)（擁有可擴(kuò)展插槽，可靈活改變端口數(shù)量）才有這個(gè)概念，固定端口交換機(jī)是沒(méi)有這個(gè)概念的，并且固定端口交換機(jī)的背板容量和交換容量大小是相等的。

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(jī)數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的核心，所以這一指標(biāo)能夠真實(shí)反映交換機(jī)的性能。對(duì)于固定端口交換機(jī)，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(biāo)是決定交換機(jī)性能的關(guān)鍵。支持第三層交換的設(shè)備，廠家會(huì)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(jī)，這兩個(gè)參數(shù)的意義是不同的。但是，對(duì)于一般的局域網(wǎng)用戶而言，只關(guān)心這兩個(gè)指標(biāo)就可以了，它是決定該系統(tǒng)性能的關(guān)鍵指標(biāo)。對(duì)于大型園區(qū)網(wǎng)和城域網(wǎng)用戶，討論交換機(jī)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(jì)算

背板帶寬，是交換機(jī)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(jì)算公式：端口數(shù)×相應(yīng)端口速率×2（全雙工模式）

例如，24口百兆+2口千兆交換機(jī)

背板帶寬為：24*2*100+2*2*1000=8.8Gbps

4、線速包轉(zhuǎn)發(fā)率的計(jì)算方法

(1)、背板帶寬（交換容量）

考察交換機(jī)上所有端口能提供的總帶寬。計(jì)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(biāo)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(jì)算方法。

5、參數(shù)1.488Mpps怎么來(lái)？

那么，1.488Mpps是怎么得到的呢?

包轉(zhuǎn)發(fā)線速的衡量標(biāo)準(zhǔn)是以單位時(shí)間內(nèi)發(fā)送64byte的數(shù)據(jù)包（最小包）的個(gè)數(shù)作為計(jì)算基準(zhǔn)的。對(duì)于千兆以太網(wǎng)來(lái)說(shuō)，計(jì)算方法如下：1，000，000，000bps/8bit/（64＋8＋12）byte=1,488,095pps 說(shuō)明：當(dāng)以太網(wǎng)幀為64byte時(shí)，需考慮8byte的幀頭和12byte的幀間隙的固定開(kāi)銷。

故一個(gè)線速的千兆以太網(wǎng)端口在轉(zhuǎn)發(fā)64byte包時(shí)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(duì)于萬(wàn)兆以太網(wǎng)，一個(gè)線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為14.88Mpps。

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

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

對(duì)于以太網(wǎng)，一個(gè)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(biāo)志了交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包能力的大小。是指交換機(jī)每秒可以轉(zhuǎn)發(fā)多少個(gè)數(shù)據(jù)包（Mpps），即交換機(jī)能同時(shí)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(jī)的交換能力。計(jì)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(gè)千兆口

2*1.488+24*0.1488≈6.6Mbps

7、線速交換

什么是線速交換？

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(shí)現(xiàn)無(wú)瓶頸的數(shù)據(jù)交換。其實(shí)現(xiàn)是以ASIC芯片通過(guò)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(guò)軟件方式依交換機(jī)的CPU完成。線速交換的實(shí)現(xiàn)還借助于分布式處理技術(shù)，交換機(jī)多個(gè)端口的數(shù)據(jù)流能夠同時(shí)進(jìn)行處理。因此局域網(wǎng)交換機(jī)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(dāng)于“/”，也可以寫成Mb/s （兆比特每秒Mbps ）

通常說(shuō)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(guò)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(shí)際所說(shuō)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(shí)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(shí)際速率大約為103--200kB/s

2、pps

包轉(zhuǎn)發(fā)率標(biāo)志了交換機(jī)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(jī)每秒可以轉(zhuǎn)發(fā)多少百萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)包（Mpps），即交換機(jī)能同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包的數(shù)量。

計(jì)算方法：

1個(gè)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(guò)程中會(huì)在每個(gè)包的前面加上64個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)包，原本只有512個(gè)bit,但在傳輸過(guò)程中實(shí)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