2024年5月27日发(作者：骑立诚)
交换机背板带宽的计算方法
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最大数据
量。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。
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高性能连接，由核心
引擎检查每个输入包以决定路由。这种方法需要很大的内存带宽、很高的管理费用，尤其
是随着交换机端口的增加，中央内存的价格会很高，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很好，
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，中间通过一条高性能的总线连接。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。
但是，我们如何去考察一个交换机的背板带宽是否够用呢？显然，通过估算的方法是
没有用的，我认为应该从两个方面来考虑：
1、所有端口容量X端口数量之和的2倍应该小于背板带宽，可实现全双工无阻塞交
换，证明交换机具有发挥最大数据交换性能的条件。
2、满配置吞吐量(Mpps)=满配置GE端口数×1.488Mpps其中1个千兆端口在包长
为64字节时的理论吞吐量为1.488Mpps。例如，一台最多可以提供64个千兆端口的交
换机，其满配置吞吐量应达到64×1.488Mpps=95.2Mpps，才能够确保在所有端口均线
速工作时，提供无阻塞的包交换。如果一台交换机最多能够提供176个千兆端口，而宣称
的吞吐量为不到261.8Mpps(176x1.488Mpps = 261.8)，那么用户有理由认为该交换机
采用的是有阻塞的结构设计。
一般是两者都满足的交换机才是合格的交换机。
背板相对大，吞吐量相对小的交换机，除了保留了升级扩展的能力外就是软件，专用
芯片电路设计有问题；背板相对小，吞吐量相对大的交换机，整体性能比较高。不过背板
带宽是可以相信厂家的宣传的，可吞吐量是无法相信厂家的宣传的，因为后者是个设计值，
测试很困难，并且意义不是很大。交换机的背版速率一般是：Mbps,指的是第二层， 对于
三层以上的交换才采用Mpps 。
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（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的POS端口，一个线速端口的包转发率为1.17Mpps。
*对于OC－48的POS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高性能连接，
由核心引擎检查每个输入包以决定路由。这种方法需要很大的内存带宽、很高的管理费用，
尤其是随着交换机端口的增加，中央内存的价格会很高，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很
好，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，中间通过一条高性能的总线连
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。
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最大数据量。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上去。
但是，我们如何去考察一个交换机的背板带宽是否够用呢？显然，通过估算的方法是
没有用的，我认为应该从两个方面来考虑：
1、任何端口容量X端口数量之和的2倍应该小于背板带宽，可实现全双工无阻塞交
换，证实交换机具备发挥最大数据交换性能的条件。
2、满配置吞吐量(Mpps)=满配置GE端口数×1.488Mpps其中1个千兆端口在包长
为64字节时的理论吞吐量为1.488Mpps。例如，一台最多能够提供64个千兆端口的交
换机，其满配置吞吐量应达到 64×1.488Mpps = 95.2Mpps，才能够确保在任何端口均
线速工作时，提供无阻塞的包交换。假如一台交换机最多能够提供176个千兆端口，而宣
称的吞吐量为不到261.8Mpps(176 x 1.488Mpps = 261.8)，那么用户有理由认为该交换
机采用的是有阻塞的结构设计。
一般是两者都满足的交换机才是合格的交换机。
背板相对大，吞吐量相对小的交换机，除了保留了升级扩展的能力外就是软件，专用
芯片电路设计有问题；背板相对小，吞吐量相对大的交换机，整体性能比较高。但是背板
带宽是能够相信厂家的宣传的，可吞吐量是无法相信厂家的宣传的，因为后者是个设计值，
测试很困难，并且意义不是很大。
交换机的背版速率一般是：Mbps,指的是第二层， 对于三层以上的交换才采用Mpps
2024年5月27日发(作者：骑立诚)
交换机背板带宽的计算方法
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最大数据
量。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。
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高性能连接，由核心
引擎检查每个输入包以决定路由。这种方法需要很大的内存带宽、很高的管理费用，尤其
是随着交换机端口的增加，中央内存的价格会很高，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很好，
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，中间通过一条高性能的总线连接。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。
但是，我们如何去考察一个交换机的背板带宽是否够用呢？显然，通过估算的方法是
没有用的，我认为应该从两个方面来考虑：
1、所有端口容量X端口数量之和的2倍应该小于背板带宽，可实现全双工无阻塞交
换，证明交换机具有发挥最大数据交换性能的条件。
2、满配置吞吐量(Mpps)=满配置GE端口数×1.488Mpps其中1个千兆端口在包长
为64字节时的理论吞吐量为1.488Mpps。例如，一台最多可以提供64个千兆端口的交
换机，其满配置吞吐量应达到64×1.488Mpps=95.2Mpps，才能够确保在所有端口均线
速工作时，提供无阻塞的包交换。如果一台交换机最多能够提供176个千兆端口，而宣称
的吞吐量为不到261.8Mpps(176x1.488Mpps = 261.8)，那么用户有理由认为该交换机
采用的是有阻塞的结构设计。
一般是两者都满足的交换机才是合格的交换机。
背板相对大，吞吐量相对小的交换机，除了保留了升级扩展的能力外就是软件，专用
芯片电路设计有问题；背板相对小，吞吐量相对大的交换机，整体性能比较高。不过背板
带宽是可以相信厂家的宣传的，可吞吐量是无法相信厂家的宣传的，因为后者是个设计值，
测试很困难，并且意义不是很大。交换机的背版速率一般是：Mbps,指的是第二层， 对于
三层以上的交换才采用Mpps 。
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（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的POS端口，一个线速端口的包转发率为1.17Mpps。
*对于OC－48的POS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高性能连接，
由核心引擎检查每个输入包以决定路由。这种方法需要很大的内存带宽、很高的管理费用，
尤其是随着交换机端口的增加，中央内存的价格会很高，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很
好，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，中间通过一条高性能的总线连
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。
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最大数据量。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上去。
但是，我们如何去考察一个交换机的背板带宽是否够用呢？显然，通过估算的方法是
没有用的，我认为应该从两个方面来考虑：
1、任何端口容量X端口数量之和的2倍应该小于背板带宽，可实现全双工无阻塞交
换，证实交换机具备发挥最大数据交换性能的条件。
2、满配置吞吐量(Mpps)=满配置GE端口数×1.488Mpps其中1个千兆端口在包长
为64字节时的理论吞吐量为1.488Mpps。例如，一台最多能够提供64个千兆端口的交
换机，其满配置吞吐量应达到 64×1.488Mpps = 95.2Mpps，才能够确保在任何端口均
线速工作时，提供无阻塞的包交换。假如一台交换机最多能够提供176个千兆端口，而宣
称的吞吐量为不到261.8Mpps(176 x 1.488Mpps = 261.8)，那么用户有理由认为该交换
机采用的是有阻塞的结构设计。
一般是两者都满足的交换机才是合格的交换机。
背板相对大，吞吐量相对小的交换机，除了保留了升级扩展的能力外就是软件，专用
芯片电路设计有问题；背板相对小，吞吐量相对大的交换机，整体性能比较高。但是背板
带宽是能够相信厂家的宣传的，可吞吐量是无法相信厂家的宣传的，因为后者是个设计值，
测试很困难，并且意义不是很大。
交换机的背版速率一般是：Mbps,指的是第二层， 对于三层以上的交换才采用Mpps