安防监控网络中核心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。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。（以上文章来源于北京年轻人科技有限公司,10年专注安防监控系统与服务。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。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。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。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，***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。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。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。

非标准POE与标准POE的区别

非标POE是相对于标准POE而言的。标准POE符合IEEE802.3af或者IEEE802.3at（at兼容af）标准，具有握手协议（2-10V低电压检测），握上手（终端设备支持POE）之后才会进行升压供电；非标POE不具有握手协议，48V强制供电，不管终端设备是否支持POE，强制48V输出供电！标准POE：IEEE802.3af标准，PSE端15.4W，PD端12.95W；IEEE802.3at标准，PSE端30-36W，PD端25.5W。标准POE由PSE芯片智能控制，具有检测功能。在实际施工中，选择DLINK、TP-LINK等铁壳交换机比较多，稳定性还是不错的。非标POE无PSE芯片，直接48V供电给PD端。由此可见非标POE，一般不会做1,2、3,6供电模式，***性太高。

如果区分标准与非标POE？拿电表测量供电脚（1,2、3,6或者4,5、7,8）如果有48V稳定输出的是非标的（不做检测，48V直接供电）；产品规格组网应用大型企业网络应用S3700系列交换机可以作为大型企业网络的接入设备。如果测量不出电压（2-10V跳动，在对PD端进行检测）则为标准POE（电表不是合法的PD，不会供电无电压）。

路由器和交换机的差别？

计算机网络往往由许多种不同类型的网络互相连接而成。如果几个计算机网络只是在物理上连接在一起，它们之间并不能进行通信，那么这种“互连”并没有什么实际意义。PoE交换机有很多的优势，不用格外的拉电线外，还可以节约成本，系统比较灵活，后期的升级和维护简单。因此通常在谈到“互连”时，就已经暗示这些相互连接的计算机是可以进行通信的，也就是说，从功能上和逻辑上看，这些计算机网络已经组成了一个大型的计算机网络，大量的计算机网络互联了以后，就形成了现如今人们日常必须的互联网。

现如今的计算机网络当中，交换机、路由器两个字眼频繁出现。可是什么是交换机、什么是路由器呢？它们的区别又在哪里呢？

***点说:

交换机à工作在数据链路层，隔离了冲突域，能够学习数据帧当中携带的源MAC地址来构建MAC地址表，同时负责查找目的MAC地址智能的转发数据。

路由器à工作在网络层，隔离了广播域，通过静态路由或者动态路由协议构建路由表，能够依据数据包当中的目的IP地址智能的转发数据。

简单点说:

交换机à负责将所有终端设备连接在一起的设备，主要负责一个公司、学校内部设备之间的通信。

路由器à负责将企业内网的数据包发送到互联网，主要用来负责连接企业内网和外网的设备。

那么它们的区别在哪里呢？

一、工作的层面不同。交换机工作在TCP/IP模型的数据链路层，路由器工作在TCP/IP的网络层。

二、转发数据的依据不同。交换机依据目的MAC地址转发数据，路由器依据目的IP转发数据。

三、安全部署方式不同。路由器可以使用IPSEC等技术加密数据包，使用ZBF(zone base firewall)去部署状态化的防火墙技术，但是交换机不具备这些功能。我们来举个例子：

路由器相当于邮局，把信投递到收件人地址，它的任务就完成了。但是信邮到了你们宿舍楼，而这个地址不是你一个人专享的，所以楼管王大爷还要负责把信给到你手里，他不会关心收件人地址，只看收件人姓名，然后打个内线电话叫你来取信。同时整机转发性能可达4T-bit，解决外置AC处理性能瓶颈，助力客户向802。如果没有邮局，你没法向世界各地的漂亮妹子们发信，也没法从楼外的漂亮妹子那里收信。但是因为楼管王大爷的存在，你仍然可以通过他与同宿舍楼的好朋友书信往来。所有邮局构成的系统，就是“广域网”，而你的宿舍楼，就是“局域网”，构建局域网是不需要路由器的。