Backplane-Bandbreite von Switches

- Sep 20, 2019-

Die Backplane-Bandbreite des Switches ist der maximale Datendurchsatz zwischen dem Switch-Schnittstellenprozessor oder der Schnittstellenkarte und dem Datenbus. Die Backplane-Bandbreite gibt die gesamte Datenaustauschkapazität des Switch an. Die Einheit ist Gbit / s, was auch als Schaltbandbreite bezeichnet wird. Die Backplane-Bandbreite allgemeiner Switches variiert zwischen mehreren Gbit / s und Hunderten von Gbit / s. Je höher die Backplane-Bandbreite eines Switches ist, desto besser kann er Daten verarbeiten, desto höher sind jedoch auch die Entwicklungskosten.

Im Allgemeinen lautet die Berechnungsmethode wie folgt:

1) Backplane-Bandbreite bei Leitungsgeschwindigkeit

Untersuchen Sie die Gesamtbandbreite, die alle Ports des Switches bereitstellen können. Die Formel lautet Portnummer * entsprechende Portrate * 2 (Vollduplex-Modus). Wenn die Gesamtbandbreite geringer als die nominale Backplane-Bandbreite ist, ist die Backplane-Bandbreite linear.

2) Paket-Weiterleitungsgeschwindigkeit der Schicht 2

Paketweiterleitungsrate der Schicht 2 = die Anzahl der Gigabit-Ports * 1,488 Mpps + 100 Mpps * 0,1488 Mpps + die Anzahl der anderen Arten von Ports * entsprechende Berechnungsmethode. Wenn diese Rate niedriger sein kann als die nominelle Layer 2-Paketweiterleitungsrate, kann der Switch beim Layer 2-Switch die Leitungsgeschwindigkeit erreichen.

3) Paket-Weiterleitungsgeschwindigkeit der Schicht 3

Paketweiterleitungsrate der Schicht 3 = Anzahl der Gigabit-Ports * 1,488 Mpps + Anzahl der 100 Mpps * 0,1488 Mpps + Anzahl der anderen Arten von Ports * entsprechende Berechnungsmethode. Wenn diese Rate unter der nominalen Weiterleitungsrate für dreischichtige Pakete liegen kann, kann der Switch beim Layer 3-Switching die Leitungsgeschwindigkeit erreichen.

Wie haben es 1,488 Mpps geschafft?

Die Paketweiterleitungsgeschwindigkeit wird anhand der Anzahl von 64-Byte-Paketen pro Zeiteinheit gemessen. Für Gigabit-Ethernet lautet die Berechnungsmethode wie folgt: 1.000.000.000 Bit / 8 Bit / (64 + 8 + 12) Byte = 1.488.095 pps. Es wird gezeigt, dass bei einer Ethernet-Frame-Größe von 64 Byte der feste Overhead von 8-Byte-Frame-Kopf und 12-Byte-Frame-Lücke berücksichtigt werden sollte. Daher beträgt die Paketweiterleitungsrate eines Gigabit-Ethernet-Ports mit Leitungsgeschwindigkeit beim Weiterleiten von 64-Byte-Paketen 1,488 Mpps. Die Übertragungsrate von Fast Ethernet-Portpaketen mit Leitungsgeschwindigkeit beträgt genau ein Zehntel der Gigabit-Ethernet-Übertragungsrate (148,8 kpps).

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* Für 10-Gigabit-Ethernet beträgt die Paketweiterleitungsrate eines Ports mit Leitungsgeschwindigkeit 14,88 Mpps.


* Für Gigabit-Ethernet beträgt die Paketweiterleitungsrate eines drahtgebundenen Ports 1,488 Mpps.


* Für schnelles Ethernet beträgt die Paketweiterleitungsrate eines Leitungsgeschwindigkeits-Ports 0,1488 Mpps.


* Für den POS-Port von OC-12 beträgt die Paketweiterleitungsrate eines Line-Speed-Ports 1,17Mpps.


* Für den POS-Port von OC-48 beträgt die Paketweiterleitungsrate eines Line-Speed-Ports 468 MppS.


Wenn wir also die obigen drei Bedingungen erfüllen können, können wir sagen, dass dieser Schalter tatsächlich eine lineare Blockierungsfreiheit erzielt.


Die Nutzung von Backplane-Bandbreitenressourcen hängt eng mit der internen Struktur von Switches zusammen. Gegenwärtig gibt es mehrere interne Hauptstrukturen von Switches: Eine ist die Shared-Memory-Struktur, bei der die zentrale Switching-Engine Hochleistungsverbindungen mit vollem Port bereitstellt, und die Core-Engine prüft jedes Eingabepaket, um das Routing zu bestimmen. Diese Methode erfordert viel Speicherbandbreite und hohe Verwaltungskosten, insbesondere mit der Zunahme der Switch-Ports, der Preis für zentralen Speicher wird sehr hoch sein, so dass der Switch-Kern zum Engpass bei der Leistungsimplementierung wird; zweitens eine busübergreifende Struktur, die eine direkte Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen Ports herstellen kann, was für die Leistung einer Einzelpunktübertragung gilt. Gut, aber nicht für Mehrpunktübertragung geeignet; Drittens, Hybrid-Cross-Bus-Struktur, bei der es sich um eine Hybrid-Cross-Bus-Implementierung handelt, besteht die Entwurfsidee darin, die integrierte Cross-Bus-Matrix in eine kleine Cross-Matrix zu unterteilen und über einen Hochleistungsbus zu verbinden. Sein Vorteil besteht darin, die Anzahl der Querbusse zu verringern, die Kosten zu senken und die Buskonflikte zu verringern, aber der Bus, der die Quermatrix verbindet, wird zu einem neuen Leistungsengpass.


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