交換機功能是最直接指標

    一般的接入層交換機，簡單的QoS保證、安全機制、支持網管策略、生成樹協議和VLAN都是必不可少的功能，經過仔細分析，在某些功能進行進一步的細分，而這些細分功能正是導致產品差異的主要原因，也是體現產品附加值的重要途徑。

    交換機的應用級QoS保證

    交換機的QoS策略支持多級別的數據包優先級設置，既可分別針對MAC地址、VLAN、IP地址、端口進行優先級設置，在實際應用中為用戶提供更大的靈活性。如此同時，交換機具有良好的擁塞控制和流量限制的能力，支持Diffserv區分服務，能夠根據源/目的的MAC/IP智能的區分不同的應用流，從而滿足網絡的多媒體應用的需求。注意的是，目前市場上的某些交換機號稱具有QoS保證，實際上只支持單級別的優先級設置，為實際應用帶來很多不便，所以在選購的時候需要注意。

    交換機應有VLAN支持

    VLAN即虛擬局域網，通過將局域網劃分為虛擬網絡VLAN網段，可以強化網絡管理和網絡安全，控制不必要的數據廣播，網絡中工作組可以突破共享網絡中的地理位置限制，而根據管理功能來劃分子網。不同廠商的交換機對VLAN的支持能力不同，支持VLAN的數量也不同。

    交換機應有網管功能

    網管功能可以使用管理軟件來管理、配置交換機，比如可通過Web瀏覽器、Telnet、SNMP、RMON等管理。通常，交換機廠商都提供管理軟件或第三方管理軟件遠程管理交換機。一般的交換機滿足SNMPMIBI/MIBII統計管理功能，并且支持配置管理、服務質量的管理、告警管理等策略，而復雜一些的千兆交換機會通過增加內置RMON組(mini-RMON)來支持RMON主動監視功能。

    交換機應支持鏈路聚合

    鏈路聚合可以讓交換機之間和交換機與服務器之間的鏈路帶寬有非常好的伸縮性，比如可以把2個、3個、4個千兆的鏈路綁定在一起，使鏈路的帶寬成倍增長。鏈路聚合技術可以實現不同端口的負載均衡，同時也能夠互為備份，保證鏈路的冗余性。在一些千兆以太網交換機中，最多可以支持4組鏈路聚合，每組中最大4個端口。生成樹協議和鏈路聚合都可以保證一個網絡的冗余性。在一個網絡中設置冗余鏈路，并用生成樹協議讓備份鏈路阻塞，在邏輯上不形成環路，而一旦出現故障，啟用備份鏈路。

    交換機要支持VRRP協議

    VRRP(虛擬路由冗余協議)是一種保證網絡可靠性的解決方案。在該協議中，對共享多存取訪問介質上終端IP設備的默認網關(DefaultGateway)進行冗余備份，從而在其中一臺三層交換機設備宕機時，備份的設備會及時接管轉發工作，向用戶提供透明的切換，提高了網絡服務質量。VRRP協議與Cisco的HSRP協議有異曲同工之妙，只不過HSRP是Cisco私有的。目前，主流交換機廠商均已在其產品中支持了VRRP協議，但廣泛應用還尚需時日。

　　要知道工業交換機主要是應用于復雜的工業環境中的實時以太網數據傳輸，這就要求我們在選購工業交換機時必須對產品的性能有所了解，要求我們所選購的工業交換機產品能夠符合當下的工業環境要求，還要了解交換機的背板帶寬是否夠用，了解交換機設計是否合理，是否存在阻塞的結構設計等等。那什么是合格的交換機呢？可以從兩個方面來考慮:

　　1、所有端口容量 X 端口數量之和的2倍應該小于背板帶寬，可實現全雙工無阻塞交換，證明交換機具有發揮最大數據交換性能的條件。

　　2、滿配置吞吐量(Mbps)=滿配置GE端口數×1.488Mpps，其中1個千兆端口在包長為64字節時的理論吞吐量為1.488Mpps。例如，一臺最多可以提供64個千兆端口的交換機，其滿配置吞吐量應達到 64×1.488Mpps = 95.2Mpps，才能夠確保在所有端口均線速工作時，提供無阻塞的包交換。

　　一般是兩者都滿足的交換機才是合格的交換機。背板相對大，吞吐量相對小的交換機，除了保留了升級擴展的能力外就是軟件效率/專用芯片電路設計有問題;背板相對小。吞吐量相對大的交換機，整體性能比較高。不過背板帶寬是可以相信廠家的宣傳的，可吞吐量是無法相信廠家的宣傳的，因為后者是個設計值，測試很困難的并且意義不是很大。

    一、交換機背板帶寬　　

　　交換機的背板帶寬，是交換機接口處理器或接口卡和數據總線間所能吞吐的最大數據量。背板帶寬標志了交換機總的數據交換能力，單位為Gbps，也叫交換帶寬，一般的交換機的背板帶寬從幾Gbps到上百Gbps不等。

    二、如何計算背板帶寬

 　　1）線速的背板帶寬

 　　線速的背板帶寬 = 端口數*相應端口速率*2（全雙工模式）

 　　說明:主要考察交換機上所有端口能提供的總帶寬；如果總帶寬≤標稱背板帶寬，那么背板帶寬是可以做到線速。

　　2）第二層包轉發線速

　　第二層包轉發率 = 千兆端口數量×1.488Mpps + 百兆端口數量*0.1488Mpps + 其余類型端口數*相應計算方法

 　　說明:如果第二層包轉發率≤標稱二層包轉發速率，那么交換機在做第二層交換的時候可以做到線速。

　　3）第三層包轉發線速

　　第三層包轉發率 = 千兆端口數量×1.488Mpps + 百兆端口數量*0.1488Mpps + 其余類型端口數*相應計算方法

 　　說明:如果這個速率能≤標稱三層包轉發速率，那么交換機在做第三層交換的時候可以做到線速。

 　　注意:如果能滿足上面三個條件，那么我們就說這款交換機真正做到了線性無阻塞。

    三、什么是交換容量和轉發性能？

　　由于交換引擎 是作為模塊化交換機數據包轉發的核心，所以這一指標能夠真實反映交換機的性能。對于固定端口交換機，交換引擎和網絡接口模板是一體的，所以廠家提供的轉發 性能參數就是交換引擎的轉發性能，這一指標是決定交換機性能的關鍵。支持第三層交換的設備，廠家會分別提供第二層轉發速率和第三層轉發速率，一般二層能力 用bps，三層能力用pps，采用不同體系結構的模塊化交換機，這兩個參數的意義是不同的。但是，對于一般的局域網用戶而言，只關心這兩個指標就可以了，它是決定該系統性能的關鍵指標。對于大型園區網和城域網用戶，討論交換機的體系結構和第三層優化算法是有意義的。

    四、交換容量和轉發性能的計算

　　1、交換容量的大小由緩存（BUFFER）的位寬及其總線頻率決定。即，交換容量＝緩存位寬*緩存總線頻率=96*133=12.8Gbps

　　2、 端口容量是如何計算？

　　因交換機端口支持全雙工，因此交換機端口容量是其能夠提供端口之和的兩倍。即，端口容量＝2*（n*100Mbps+m*1000Mbps）（n：表示交換機有n個100M端口，m：表示交換機有m個1000M端口），

　　3、轉發能力是如何計算？

　　考驗轉發能力以能夠處理最小包長來衡量，對于以太網最小包為64BYTE，加上幀開銷20BYTE，因此最小包為84BYTE。

　　對于1個全雙工1000Mbps接口達到線速時要求：轉發能力＝1000Mbps/((64+20)*8bit)＝1.488Mpps

　　對于1個全雙工100Mbps接口達到線速時要求：轉發能力＝100Mbps/((64+20)*8bit)＝0.149Mpps

    五、1.488Mpps是怎么得到的呢?

　　包轉發線速的衡量標準是以單位時間內發送64byte的數據包（最小包）的個數作為計算基準的。對于千兆以太網來說，計算方法如下：

　　100Mbit/s的以太網絡，100M換算成byte則是100/8=12.5M byte/s，換算出來就是12500000bytes。

　　因為在以太網的數據包中，最小的數據包的大小是64byte/s，加上8個byte的前導字節以及12個byte幀間間隙，合計就是84byte。那么用12500000/84=148809，所以就可以得到在100M吞吐量單向環境下的每秒最大的包轉發個數148809，換算成k即為148.8k pps，也就是0.1488M pps。0.1488M pps這個包轉發率是100M的網絡而言，那么1000M的網絡，算出來的包轉發率就應是1.488Mpps，對于10G網絡對應的是14.88Mpps。

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