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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。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。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。4Status模式状态灯：STAT常灭：表示未选择选择Status模式。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。产品型号和外观S3700系列交换机包括如下款型：产品特性和优势强大的多业务支持能力S3700支持MCE功能，实现了不同虚拟通道用户在同一台设备上的隔离，有效解决用户数据安全问题，同时降低用户投资成本。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。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***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。

网络交换机接口知识总结！

交换机（Switch）意为“开关”是一种用于电（光）信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。***常见的交换机是以太网交换机。其他常见的还有电话语音交换机、光纤交换机等。

交换机是使用非常广泛的网络设备，多台网络设备的局域网，交换机是***的设备。

各种交换机接口

     1、RJ-45接口

     这种接口就是我们现在***常见的网络设备接口，俗称"水晶头"，***术语为RJ-45连接器，属于双绞线以太网接口类型。RJ-45插头只能沿固定方向插入，设有一个塑料弹片与RJ-45插槽卡住以防脱落。

     这种接口在10Base-T以太网、100Base-TX以太网、1000Base-TX以太网中都可以使用，传输介质都是双绞线，不过根据带宽的不同对介质也有不同的要求，特别是1000Base-TX千兆以太网连接时，至少要使用超五类线，要保证稳定高速的话还要使用6类线。5G/5G/10G接入接口和40GE上行接口，使高速率AP接入、万兆服务器高密度接入以及园区网高密度40GE***或汇聚成为可能。

     2、SC光纤接口

     SC光纤接口在100Base-TX以太网时代就已经得到了应用，因此当时称为100Base-FX(F是光纤单词fiber的缩写)，不过当时由于性能并不比双绞线突出但是成本却较高，因此没有得到普及，现在业界大力推广千兆网络，SC光纤接口则重新受到重视。产品规格组网应用百兆到桌面S2700系列交换机可以作为企业接入交换机实现百兆到桌面，千兆上行。

     光纤接口类型很多，SC光纤接口主要用于局网交换环境，在一些***千兆交换机和路由器上提供了这种接口，它与RJ-45接口看上去很相似，不过SC接口显得更扁些，其明显区别还是里面的触片，如果是8条细的铜触片，则是RJ-45接口，如果是一根铜柱则是SC光纤接口。在企业数据中心的典型应用S12700部署在企业数据中心***或者汇聚。

     3、AUI接口

     AUI接口专门用于连接粗同轴电缆，早期的网卡上有这样的接口与集线器、交换机相连组成网络，现在一般用不到了。

     AUI接口是一种"D"型15针接口，之前在令牌环网或总线型网络中使用，可以借助外接的收发转发器(AUI-to-RJ-45)，实现与10Base-T以太网络的连接。

     4、FDDI接口

     FDDI是目前成熟的LAN技术中传输速率较高的一种，具有定时令牌协议的特性，支持多种拓扑结构，传输媒体为光纤。

     光纤分布式数据接口(FDDI)是由美国***化组织(ANSI)制定的在光缆上发送数字信号的一组协议。FDDI使用双环令牌，传输速率可以达到100Mbps。

     CCDI是FDDI的一种变型，它采用双绞铜缆为传输介质，数据传输速率通常为100Mbps。

     FDDI-2是FDDI的扩展协议，支持语音、视频及数据传输，是FDDI的另一个变种，称为FDDI全双工技术(FFDT)，它采用与FDDI相同的网络结构，但传输速率可以达到200Mbps。

     由于使用光纤作为传输媒体具有容量大、传输距离长、抗干扰能力强等多种优点，常用于城域网、校园环境的主干网、多建筑物网络分布的环境，于是FDDI接口在网络骨干交换机上比较常见，现在随着千兆的普及，一些千兆交换机上也开始使用这种接口。

     5、调试接口

     这个接口我们知道，它是用来配置交换机的，所以只有网管型交换机才有。在视频会议、桌面云和监控承载网场景的典型应用S12700随板自带大缓存，确保突发业务流量不丢包，视频不花屏。而且还要注意，并不是所有网管型交换机都有，那是因为交换机的配置方法有多种，如通过Telnet命令行方式、Web方式、TFTP方式等。虽然理论上来说，交换机的基本配置必须通过调试（控制）端口，但有些品牌的交换机的基本配置在出厂时就已配置好了，不须要进行诸如IP地址、基本用户名之类的基本配置，所以这类网管型交换机就不用提供这个调试接口了，而且就目前来说还占多数。这类交换机通常只需要通过简单的Telnet或Java程序的Web方式进行一些配置即可。

     当然也有一些交换机还是提供了调试接口的，但要注意的是，用于交换机配置的调试端口并不是所有交换机都一样，有的采用与Cisco路由器一样的RJ-45类型调试接口。

工业交换机和商用交换机的不同？

为满足灵活多变的工业环境和抗干扰的方面来看，工业交换机和商业(Business)的交换机有特别大的差距，相比之下工业交换机的功能更加的实用。S1700系列交换机提供简单便利的安装维护手段和丰富的业务特性，助力用户打造***的***网络。工业交换机具有电信级性能特征，可耐受严苛的工作环境。产品系列丰富，端口配置灵活，可满足各种工业领域的使用需求。产品采用宽温设计，防护等级不低于IP30，支持标准和私有的环网冗余协议。下面咱们来具体的了解一下工业交换机和商用交换机的区别？1. 工业交换机与商用交换机对比

工业交换机和商用交换机在工作环境的适应性及工作特性方面有着本质的区别：

2. 工业以太网交换机优势（解释:能压倒对方的有利形势)特性

a) 快速冗余

交换机冗余时间可以小于50ms 。S12700系列交换机提供不间断升级、不间断转发、CSS2交换网硬件集群主控1＋N备份、硬件Eth-OAM/BFD、环网保护等多种高可靠技术，在提高用户生产效率的同时，保证了网络正常运行时间，从而降低了客户的总拥有成本（TCO）。工业交换机也称作工业以太网交换机，即应用于工业控制领域的以太网交换机设备，由于采用的网络标准，其开放性好、应用广泛以及价格低廉、使用的是透明而统一的TCP/IP协议，以太网已经成为工业控制领域的主要通信标准。商用产品也可以组成冗余网络，但需要启动STP 协议，自愈时间可以达到10～30s 以上，无法满足工业环境的使用。

b) 抗强干扰性能

交换机可以工作在严酷的电磁环(环状的导磁体)境中，并且在数据口防雷、快速脉冲群，静电(是一种处于静止状态的电荷)等都有较高的防护等级，而商业使用的产品这一点是不具备的。

c) 良好的温度特性

工业交换机可以在-40℃---+75℃的温度范围内正常工作，而商用产品只能工作在0℃---+50℃范围内，无法满足工作现场的要求。

d) 电源选配优势

在工业产品中，电源供电是非常重要的部分，电源故障占设备故障35%以上，为避免电源故障带来的麻烦，工业交换机采用双电源供电方式，同时可选直流24V 、110V 、交直流220V 等多种供电电源，而商用产品一般采用交流单电源供电方式，不适于在工业环境的应用。S6720-LI系列交换机是华为公司自主开发的新一代精简型全万兆盒式交换机，可用于园区网和数据中心万兆接入。

e) 灵活的安装方式

工业交换机可支持DIN 滑轨、壁挂、机架等多种安装方式，方便在各种系统环境中的应用，而商用产品多为桌面、机架式安装。