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安防监控网络中---交换机的背板带宽及包转发率算法详解

        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数据量。产品外观s12712s12704产品规格组网应用在企业园区网的典型应用s12700部署在园区网---。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。

那么，1.488mpps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的数据包的个数作为计算基准的。s5720s-li系列精简型千兆以太交换机s5720s-li精简型千兆以太网交换机系列是华为公司自主研发的绿色节能的以太网交换机，提供灵活的全千兆接入以及万兆上行端口。对于千兆以太网来说，计算方法如下：1，000，000，000bps/8bit/64＋8＋12byte=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1.488mpps。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148.8kpps。

*对于万兆以太网，一个线速端口的包转发率为14.88mpps。

*对于千兆以太网，一个线速端口的包转发率为1.488mpps。

*对于快速以太网，一个线速端口的包转发率为0.1488mpps。

*对于oc－12端口，一个线速端口的包转发率为1.17mpps。

*对于oc－48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连接，由---引擎检查每个输入包以决定路由。主要有可扩展性、转发速率、背板带宽、四层交换、系统冗余等参数。这种方法需要很大的内存带宽、---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---，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---，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。

在局域网中使用交换机有什么好处？

        考虑到成本布线方便之类的，局域网一般都是采用星型或者星型+树形的拓扑。其它基本不用，跟问题无关就不提了。例如，对于一台拥有24个千兆位端口的交换机而言，其满配置吞吐量应达到24×1。树型+星型一般只用于大型局域网，这里也不讨论，只讨论星型的。星型中心节点的设备需要能够同时和多个设备连接，这样的设备有两种：集线器hub和交换机switch。对于集线器，会把某个节点发出的信号不加选择的发送给全部节点。由各节点自行判断是否需要响应。打个比方，就是你去你女票单位找她，到了传达室，门口大爷用广播大喇叭喊谁谁谁，你男票来找你了。你女票听到了自己出来，别人也听到了，但跟自己没关系就不管。

        对于交换机，则是除了表明要广播的请求，交换机会根据目标网卡mac地址直接发送到相应节点，其它节点不会收到这个信号。还是上面的例子，那就是你知道你女票的分机号码，传达室大爷直接打你女票座机叫她出来。该系列交换机在完全覆盖传统交换机能力基础上，通过开放接口和自定义转发流程，满足企业定制化业务诉求。如果你女票刚来这单位上班，你和传达室大爷都不知道你女票的座机号码，那就用大喇叭喊。而且交换机有自学习功能可以记录节点mac地址，也就是这次大喇叭把你女票喊出来了，大爷会记下她的分机号码，下次你再来找就用分机叫了。很显然，对于设备多，业务繁忙的网络，交换机---的多。还是上面的例子，隔几秒钟就有人来找这个单位的人，大爷的大喇叭一整天不消停的，谁都受不了。这也是现在基本看不到用集线器组网的原因。

选择百兆交换机还是千兆交换机？

1. 实际带宽

我们常用的交换机的带宽是理论值的50%-70%，所以一个百兆口的实际带宽只有50m-70m。

每台---机所需带宽经常用码率来表示。码率是描述视频数据量大小的参数，通常单位是kbps，也就是每秒有多少kb的数据。如果/1024，单位就可以换算为mbps，也就是每秒有多少mb的数据。

2. 常用码率-h.264

对h.264的网络---机来说，计算码率值时，通常时需要将主码流大小与子码流大小加起来。主码流一般是高清画面，用于录像和单画面显示；子码流一般是标清画面，用于网传或者多画面显示，通常为0.5m。

不同---机常见码率如下：

100w/130w =2.5m

200w=4.5m

300w=6.5m

如果使用百兆交换机，以实际带宽是50m来计算的话：

50÷2.5=20 即可以接20个100w/130w的---机

50÷4.5=11 即可以接11个200w的---机

50÷6.5=7 即可以接7个300w的---机

3. 常用码率-h.265

h.265技术让码流减半，不同像素的---机常见码率如下：

200w=2.5m

300w=3.5m

400w=4.5m

同样是一台全百兆口的交换机，以50%的利用率来计算，

50÷2.5=20 即可以接20个200w的---机

50÷3.5=14 即可以接14个300w的---机

50÷4.5=11 即可以接11个400w的---机

由此可见，h.265技术不仅能够让存储减半，还可以让宽带压力减半，节约交换机资源。

4. 千兆交换机or千兆口？

千兆交换机

一般来说，接入层交换机需要1-2个口为千兆口即可。因为对连接---机的网口来说，只需要满足对应单台---机的码流传输，一般不超过10m。

对于压力较大的网口来说，汇集数据连接到录像机或其他设备的网口，此网口的数据量才是之前我们计算的码率之和。如果码率超过50m，只需要采购有1-2个网口的千兆网口的交换机即可。