2024年6月1日发(作者：)

交换机的交换容量又称为背板带宽或交换带宽，是交换机接口处理器或接口卡和数据

总线间所能吞吐的最大数据量。交换容量表明了交换机总的数据交换能力，单位为Gbps，

一般的交换机的交换容量从几Gbps到上百Gbps不等。一台交换机的交换容量越高，所

能处理数据的能力就越强，但同时设计成本也会越高。

我们如何去衡量一个交换机的交换容量是否够用呢？

1）所有端口容量乘以端口数量之和的2倍应该小于交换容量，这样可实现全双工无

阻塞交换，证明交换机具有发挥最大数据交换性能的条件。

2）满配置吞吐量（Mpps）＝满配置端口数×1.488Mpps，其中1个千兆端口在包长

为64字节时的理论吞吐量为1.488Mpps。

交换容量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，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，中间通过一条高性能的总线连

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。

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（最小包）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。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。快速以太网的统速端口包转发率正

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。