網絡核心交換機的6個基礎知識

一、背闆帶寬

背闆帶寬也稱交換容量，是交換機接口處理器或接口卡和資料總線間所能吞吐的最大資料量，就像是立交橋所擁有的車道的總和。由于所有端口間的通信都需要通過背闆完成，是以背闆所能提供的帶寬，就成為端口間并發通信時的瓶頸。

帶寬越大，提供給各端口的可用帶寬越大，資料交換速度越大；帶寬越小，給各端口提供的可用帶寬越小，資料 交換速度也就越慢。也就是說，背闆帶寬決定着交換機的資料處理能力，背闆帶寬越高，所能處理資料的能力就越強。若欲實作網絡的全雙工無阻塞傳輸，必須滿足最小背闆帶寬的要求。

計算公式如下：

背闆帶寬=端口數量×端口速率×2

例如，如何一款交換機有24個端口。

背闆帶寬=24*1000*2/1000=48Gbps。

二、二層三層的包轉發率

網絡中的資料是由一個個資料包組成，對每個資料包的處理要消耗資源。轉發速率（也稱吞吐量）是指在不丢包的情況下，機關時間内通過的資料包數量。吞吐量就像是立交橋的車流量，是三層交換機最重要的一個參數，标志着交換機的具體性能。如果吞吐量太小，就會成為網絡瓶頸，給整個網絡的傳輸效率帶來負面影響。交換機應當能夠實作線速交換，即交換速率達到傳輸線上的資料傳輸速度，進而最大限度地消除交換瓶頸。對于三層核心交換機而言，若欲實作網絡的無阻塞傳輸，這個速率能≤标稱二層包轉發速率和速率能≤标稱三層包轉發速率，那麼交換機在做第二層和第三層交換的時候可以做到線速。

那麼公式如下：

吞吐量（Mpps）=萬兆位端口數量×14.88 Mpps+千兆位端口數量×1.488 Mpps+百兆位端口數量×0.1488 Mpps。

算出的吞吐如果小于你交換機的吞吐量的話，那就可以做到線速。

這裡面萬兆位端口與百兆端口如果有就算上去，沒有就可以不用算。

對于一台擁有24個千兆位端口的交換機而言，其滿配置吞吐量應達到24×1.488 Mpps=35.71 Mpps，才能夠確定在所有端口均線速工作時，實作無阻塞的包交換。同樣，如果一台交換機最多能夠提供176個千兆位端口，那麼其吞吐量至少應當為 261.8 Mpps（176×1.488 Mpps=261.8 Mpps），才是真正的無阻塞結構設計。

那麼，1.488Mpps是怎麼得到的呢?

包轉發線速的衡量标準是以機關時間内發送64byte的資料包(最小包)的個數作為計算基準的。對于千兆以太網來說，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端口在轉發64byte包時的包轉 發率為1.488Mpps。快速以太網的統速端口包轉發率正好為千兆以太網的十分之一，為148.8kpps。

• 對于萬兆以太網，一個線速端口的包轉發率為14.88Mpps。
• 對于千兆以太網，一個線速端口的包轉發率為1.488Mpps。
• 對于快速以太網，一個線速端口的包轉發率為0.1488Mpps。

這個資料我們能用就行。

是以說，如果能滿足上面三個條件（背闆帶寬、包轉發率）那麼我們就說這款核心交換機真正做到了線性無阻塞。

一般是兩者都滿足的交換機才是合格的交換機。

背闆相對大，吞吐量相對小的交換機，除了保留了更新擴充的能力外就是軟體效率/專用晶片電路設計有問題；背闆相對小。吞吐量相對大的交換機，整體性能比較高。不過背闆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，因為後者是個設計值，測試很困難的并且意義不是很大。

三、可擴充性

可擴充性應當包括兩個方面：

1、插槽數量：插槽用于安裝各種功能子產品和接口子產品。由于 每個接口子產品所提供的端口數量是一定的，是以插槽數量也就從根本上決定着交換機所能容納的端口數量。另外，所有功能子產品(如超級引擎子產品、IP語音子產品、 擴充服務子產品、網絡監控子產品、安全服務子產品等)都需要占用一個插槽，是以插槽數量也就從根本上決定着交換機的可擴充性。

2、子產品類型：毫無疑問，支援的子產品類型(如LAN接口子產品、WAN接口子產品、ATM接口子產品、 擴充功能子產品等)越多，交換機的可擴充性越強。僅以區域網路接口子產品為例，就應當包括RJ-45子產品、GBIC子產品、SFP子產品、10Gbps子產品等，以适應大中型網絡中複雜環境和網絡應用的需求。

四、四層交換

第四層交換用于實作對網絡服務的快速通路。在四層交換中，決定傳輸的依據不僅僅是MAC位址(第二層網橋)或源/目标位址(第三層路由)，而且包括 TCP /UDP(第四層)應用端口号，被設計用于高速Intranet應用。四層交換除了負載均衡功能外，還支援基于應用類型和使用者ID的傳輸流控制功能。此外，四層交換機直接安放在伺服器前端，它了解應用會話内容和使用者權限，因而使它成為防止非授權通路伺服器的理想平台。

五、子產品備援

備援能力是網絡安全運作的保證。任何廠商都不能保證其産品在運作的過程中不發生故障。而故障發生時能否迅速切換就取決于裝置的備援能力。對于核心交換機而言，重要部件都應當擁有備援能力，比如管理子產品備援、電源備援等，這樣才可以在最大程度上保證網絡穩定運作。

六、路由備援

利用HSRP、VRRP協定保證核心裝置的負荷分擔和熱備份，在核心交換機和雙彙聚交換機中的某台交換機出現故障時，三層路由裝置和虛拟網關能夠快速切換，實作雙線路的備援備份，保證整網穩定性。

七、可靠性

是否支援堆疊技術、M-LAG、VPC等備援可靠技術來保證現網的高可用