吞吐量帶寬等的關系

1、吞吐量|帶寬|bps|pps|轉(zhuǎn)發(fā)能力|線速轉(zhuǎn)發(fā)|交換帶寬吞吐量是在一個給定的時間段內(nèi)介質(zhì)能夠傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。吞吐量VS.帶寬吞吐量和帶寬是很容易搞混的一個詞，兩者的單位都是Mbps.先讓我們來看兩者對應的英語，吞吐量:throughput;帶寬：Maxnetbitrate。當我們討論通信鏈路的帶寬時，一般是指鏈路上每秒所能傳送的比特數(shù)。我們可以說以太網(wǎng)的帶寬是10Mbpso但是，我們需要區(qū)分鏈路上的可用帶寬（帶寬）與實際鏈路中每秒所能傳送的比特數(shù)（吞吐量）。我們傾向于用吞吐量”一詞來表示一個系統(tǒng)的測試性能。這樣，因為實現(xiàn)受各種低效率因素的影響，所以由一段帶寬為10Mbps的鏈路連接的一對節(jié)點可

2、能只達到2Mbps的吞吐量。這樣就意味著，一個主機上的應用能夠以2Mbps的速度向另外的一個主機發(fā)送數(shù)據(jù)。bps:bitpersecondpps:packetpersecond1個千兆端口在包長為64字節(jié)時的理論吞吐量為1.488Mpps。所以一般二唇能力（L2）用bps,三唇（L3）能力用pps,支援第三唇交換的家曾分別提供第二屑醇彝速率和第三唇醇彝速率。每一槿所重視的規(guī)格都不一檬1. L2Switch重福!的是交換能及背板大小2. L3Switch除了第一黑占外只要是進1行VlanRouting及安全控管3. Router重視的是效能.目前即增加重視功能面4. Firewall重福的是效能

3、及速接數(shù)轉(zhuǎn)發(fā)能力是如何計算？考驗轉(zhuǎn)發(fā)能力以能夠處理最小包長來衡量，對于以太網(wǎng)最小包為64BYTE,加上幀開銷20BYTE（8byte的Preamble力口上12byte的frameinterval）,因此最小包為84BYTE。對于1個全雙工1000Mbps接口達到線速時要求：轉(zhuǎn)發(fā)能力=1000Mbps/（64+20）*8bit）=1.488Mpps對于1個全雙工100Mbps接口達到線速時要求：轉(zhuǎn)發(fā)能力=100Mbps/（64+20）*8bit）=0.149Mpps拓展閱讀：以太網(wǎng)最小幀長為什么是一64字節(jié)線速轉(zhuǎn)發(fā)：端口在滿負載的情況下，對幀進行無差錯的轉(zhuǎn)發(fā)稱為線速交換機的背板帶寬，是交換機接

4、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，一般的交換機的背板帶寬從幾Gbps到上百Gbps不等。一臺交換機的背板帶寬越高，所能處理數(shù)據(jù)的能力就越強，但同時設計成本也會越高。一般來講，計算方法如下：1）線速的背板帶寬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)*相應端口速率*2（全雙工模式）如果總帶寬書稱背板帶寬，那么在背板帶寬上是線速的。2）第二層包轉(zhuǎn)發(fā)線速第二層包轉(zhuǎn)發(fā)率=千兆端口數(shù)量X1.488Mpps+百兆端口數(shù)量*0.1488Mpps+其余類型端口數(shù)*相應計算方法，如果這個速率能w標稱二層包轉(zhuǎn)發(fā)速率，那么

5、交換機在做第二層交換的時候可以做到線速。3）第三層包轉(zhuǎn)發(fā)線速第三層包轉(zhuǎn)發(fā)率=千兆端口數(shù)量X1.488Mpps+百兆端口數(shù)量*0.1488Mpps+其余類型端口數(shù)*相應計算方法，如果這個速率能w標稱三層包轉(zhuǎn)發(fā)速率，那么交換機在做第三層交換的時候可以做到線速。（上面的計算都是用的最小的包長）OSI七層模型中的數(shù)據(jù)鏈路層，和網(wǎng)絡層的線速轉(zhuǎn)發(fā).o線速轉(zhuǎn)發(fā)，一般是指64字節(jié)的小包,能夠做到網(wǎng)卡接口流量的轉(zhuǎn)發(fā)不出現(xiàn)丟包.0比如1000M交換機，兩個1000M口轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，一秒1400萬（尾數(shù)就不寫了，太老長）個64字節(jié)小包一個不丟.。網(wǎng)絡層的轉(zhuǎn)發(fā)，應該是交換機起了三層路由功能后的轉(zhuǎn)發(fā)性能-這個只是一個概念性

6、的東西，用戶一般也不會計較這一方面了，主流交換機的廠商也支持！線速轉(zhuǎn)發(fā)分L2和L3,準對不同的產(chǎn)品，主要的性能指標側(cè)重點不盡相同。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。一臺交換機的背板帶寬越高，所能處理數(shù)據(jù)的能力就越強，但同時設計成本也會上去。但是，我們?nèi)绾稳タ疾煲粋€交換機的背板帶寬是否夠用呢？顯然，通過估算的方法是沒有用的，我認為應該從兩個方面來考慮：1、）所有端口容量X端口數(shù)量之和的2倍應該小于背板帶寬，可實現(xiàn)全雙工無阻塞交換，證明交換機具有發(fā)揮最大數(shù)據(jù)交換性能的條件。2、）滿配置吞吐量（Mpps）=滿配置GE端口數(shù)X1.488Mpps其中1個千兆端口在包長

7、為64字節(jié)時的理論吞吐量為1.488Mpps。例如，一臺最多可以提供64個千兆端口的交換機，其滿配置吞吐量應達到64X1.488Mpps=95.2Mpps,才能夠確保在所有端口均線速工作時，提供無阻塞的包交換。如果一臺交換機最多能夠提供176個千兆端口，而宣稱的吞吐量為不到261.8Mpps（176x1.488Mpps=261.8）,那么用戶有理由認為該交換機采用的是有阻塞的結(jié)構(gòu)設計。一般是兩者都滿足的交換機才是合格的交換機。比如：2950G-48背板=2M000X2+48X100X2(Mbps)=13.6(Gbps)相當于13.6/2=6.8個千兆口吞吐量=6.8x1.488=10.1184

8、Mpps4506背板64G滿配置千兆口4306X5+2(引擎)=32吞吐量=32X1.488=47.616一般是兩者都滿足的交換機才是合格的交換機。背板相對大，吞吐量相對小的交換機，除了保留了升級擴展的能力外就是軟件效率或?qū)Ｓ眯酒娐吩O計有問題；背板相對小。吞吐量相對大的交換機，整體性能比較高。不過背板帶寬是可以相信廠家的宣傳的，可吞吐量是無法相信廠家的宣傳的，因為后者是個設計值，測試很困難的并且意義不是很大。交換機的背版速率一般是：Mbps,指的是第二層，對于三層以上的交換才采用Mpps背板帶寬資源的利用率與交換機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)息息相關。目前交換機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要有以下幾種：一是共享內(nèi)存結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)依賴中心交換引擎來提供全端口的高性能連接，由核心引擎檢查每個輸入包以決定路由。這種方法需要很大的內(nèi)存帶寬、很高的管理費用，尤其是隨著交換機端口的增加，中央內(nèi)存的價格會很高，因而交換機內(nèi)核成為性能實現(xiàn)的瓶頸；二是交叉總線結(jié)構(gòu)，它可在端口間建立直接的點對點連接，這對于