选核心交换机?先搞清楚转发速率和背板带宽

B站影视 港台电影 2025-08-27 16:46 2

摘要:在弱电网络工程、企业网、数据中心项目中,核心交换机往往是全网的“大脑”和“高速枢纽”。选购或评估核心交换机性能时,我们经常会遇到两个绕不开的参数:转发速率(Forwarding Rate)和背板带宽(Switching Capacity)。

在弱电网络工程、企业网、数据中心项目中,核心交换机往往是全网的“大脑”和“高速枢纽”。选购或评估核心交换机性能时,我们经常会遇到两个绕不开的参数:转发速率(Forwarding Rate)背板带宽(Switching Capacity)

这两个指标,一个决定了交换机能不能快速处理小包,一个决定了交换机能不能承受全网并发。

很多朋友在看设备规格表时经常一头雾水,今天我们就来系统地拆解:这两个指标分别代表什么?如何计算?在选型时应该注意哪些坑?

决定交换机能跑多快?

网络传输的数据,都是由一个个数据包组成的。交换机的主要任务,就是把收到的包正确无误地转发出去。

转发速率(Forwarding Rate),是指 交换机在不丢包的情况下,单位时间内能处理的数据包数量。它通常用 Mpps(Million packets per second,每秒百万包) 来表示。

你可以把它类比为:高速公路收费站能处理多少辆车。如果收费站效率不高,就算高速有很多车道,也会造成大堵车。

很多人会疑惑:带宽不是 Gbps(千兆、万兆)吗?为什么转发速率要用 Mpps 来衡量?

原因在于:数据包大小不同,消耗的处理资源不同。最小的以太网帧是 64 字节,处理小包对交换机的 CPU/ASIC 压力最大。如果以最小包长来测试,就能反映交换机的极限处理能力。

举例:

• 一个 千兆端口,在 64 字节包长下,理论最大转发能力是 1.488 Mpps。• 一个 万兆端口,在相同条件下,理论值是 14.88 Mpps。• 一个 百兆端口,对应 0.1488 Mpps

这个数值并不是凭空想出来的,而是通过公式换算得来。

公式:

其中,最小帧大小=64字节帧+前导码+间隙 ≈ 672 bit。

假设有一台 24口千兆交换机,要计算其满配情况下的理论转发速率:

转发速率 = 端口数量 × 单口Mpps

即:

24 × 1.488 ≈ 35.7 Mpps

这意味着:当所有端口同时跑满线速流量时,交换机需要至少具备 35.7 Mpps 的转发能力,才能保证无阻塞转发。

再比如:一台 176口千兆交换机,计算如下:

176 × 1.488 ≈ 261.8 Mpps

如果设备规格表写的“最大转发速率”小于 261.8 Mpps,那这台交换机就无法做到真正的“无阻塞交换”,在高并发时可能出现瓶颈。

交换机的“车道宽度”

如果说转发速率是收费站的“处理能力”,那么 背板带宽(Switching Capacity) 就是高速公路本身能承受的“总车流量”。

背板带宽,又叫 交换容量,指交换机 接口处理器与数据总线之间能同时传输的最大数据量,通常用 Gbps 或 Tbps 来表示。

所有端口之间的数据交互都要走交换机的背板,所以它就像高速路的主干道。车道太窄,必然造成拥堵。

最常见的公式是:

背板带宽 = 端口数量 × 单端口速率 × 2

为什么要乘以 2?

因为数据传输是双向的:发送(TX)+接收(RX)。所以一个千兆端口理论上就需要 2Gbps 的背板带宽支撑。

假设一台 24口千兆交换机

背板带宽 = 24 × 1Gbps × 2 = 48 Gbps

如果是 48口千兆 + 4口万兆 的三层交换机:

背板带宽 = (48 × 1 × 2) + (4 × 10 × 2) = 96 + 80 = 176 Gbps• 出现 阻塞:虽然端口速率是 1G/10G,但多个端口并发通信时,交换机内部处理不过来,导致带宽打折。• 多播/广播放大影响:监控视频、IPTV 业务时更容易丢包。• 虚标问题:有些低端交换机在宣传时会把背板带宽写得很大,但实际架构采用“共享总线”,无法实现真正的并发。• 转发速率(Mpps):能不能处理足够多的小包,决定了“处理能力”。• 背板带宽(Gbps/Tbps):能不能支撑所有端口同时跑满,决定了“通道宽度”。

所以,下次再看交换机规格表时,别只盯着“千兆/万兆”,一定要算一算:这台机器,真的能跑得动吗?

来源:wljslmz一点号

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