今天来聊聊核心交换机啊 。
首先你要明确一个概念 ， 接入层交换机、汇聚层交换机、核心层交换机并非是交换机的种类或者属性 ， 只是由其所执行的任务来划分的 。
文章插图
从网络拓扑结构来讲 ， 一个计算机网络系统结构需采用三层网络架构：接入层、汇聚层、核心层 。
核心层是网络的枢纽中心 ， 重要性突出 。
因此核心层交换机应该采用拥有更高带宽、更高可靠性、更高性能和吞吐量的千兆甚至万兆以上可管理交换机 。
今天来展开说说核心交换机选型的主要参数 ， 6个基础知识点 ， 看看你懂多少 。
01背板带宽背板带宽也称交换容量 。
是交换机接口处理器或接口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量 ， 就像是立交桥所拥有的车道的总和 。
由于所有端口间的通信都需要通过背板完成 ， 所以背板所能提供的带宽 ， 就成为端口间并发通信时的瓶颈 。
带宽越大 ， 提供给各端口的可用带宽越大 ， 数据交换速度越大；
带宽越小 ， 给各端口提供的可用带宽越小 ， 数据 交换速度也就越慢 。
也就是说 ， 背板带宽决定着交换机的数据处理能力 ， 背板带宽越高 ， 所能处理数据的能力就越强 。
若欲实现网络的全双工无阻塞传输 ， 必须满足最小背板带宽的要求 。
计算公式：背板带宽=端口数量×端口速率×2
提示：对于三层交换机而言 ， 只有转发速率和背板带宽都达到最低要求 ， 才是合格的交换机 ， 二者缺一不可 。
例如 ， 如何一款交换机有24个端口 ， 背板带宽=24*1000*2/1000=48Gbps 。
02二层、三层的包转发率网络中的数据是由一个个数据包组成 ， 对每个数据包的处理要消耗资源 。
转发速率（也称吞吐量）是指在不丢包的情况下 ， 单位时间内通过的数据包数量 。
吞吐量就像是立交桥的车流量 ， 是三层交换机最重要的一个参数 ， 标志着交换机的具体性能 。
如果吞吐量太小 ， 就会成为网络瓶颈 ， 给整个网络的传输效率带来负面影响 。
交换机应当能够实现线速交换 ， 即交换速率达到传输线上的数据传输速度 ， 从而最大限度地消除交换瓶颈 。
对于三层核心交换机而言 ， 若欲实现网络的无阻塞传输 ， 这个速率能≤标称二层包转发速率和速率能≤标称三层包转发速率 ， 那么交换机在做第二层和第三层交换的时候可以做到线速 。
那么公式如下：
吞吐量（Mpps）=万兆位端口数量×14.88 Mpps+千兆位端口数量×1.488 Mpps+百兆位端口数量×0.1488 Mpps 。
算出的吞吐如果小于你交换机的吞吐量的话 ， 那就可以做到线速 。
这里面万兆位端口与百兆端口如果有就算上去 ， 没有就可以不用算 。
举个例子 。
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24×1.488 Mpps=35.71 Mpps ， 才能够确保在所有端口均线速工作时 ， 实现无阻塞的包交换 。
同样 ， 如果一台交换机最多能够提供176个千兆位端口 ， 那么其吞吐量至少应当为 261.8 Mpps（176×1.488 Mpps=261.8 Mpps） ， 才是真正的无阻塞结构设计 。
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（最小包）的个数作为计算基准的 。
对于千兆以太网来说 ， 计算方法如下：
1 ， 000 ， 000 ， 000bps/8bit/（64+8+12）byte=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 。
快速以太网的统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 。
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