選購交換機的引數依據和主要的引數指標詳解

  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、支援網管策略、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策略支援多級別的資料包優先順序設定，既可分別針對MAC地址、VLAN、IP地址、埠進行優先順序設定，在實際應用中為使用者提供更大的靈活性。如此同時，交換機具有良好的擁塞控制和流量限制的能力，支援Diffserv區分服務，能夠根據源/目的的MAC/IP智慧的區分不同的應用流，從而滿足網路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，實際上只支援單級別的優先順序設定，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支援

    VLAN即虛擬區域網，透過將區域網劃分為虛擬網路VLAN網段，可以強化網路管理和網路安全，控制不必要的資料廣播，網路中工作組可以突破共享網路中的地理位置限制，而根據管理功能來劃分子網。不同廠商的交換機對VLAN的支援能力不同，支援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體來管理、配置交換機，比如可透過Web瀏覽器、Telnet、SNMP、RMON等管理。通常，交換機廠商都提供管理軟體或第三方管理軟體遠端管理交換機。一般的交換機滿足SNMPMIBI/MIBII統計管理功能，並且支援配置管理、服務質量的管理、告警管理等策略，而複雜一些的千兆交換機會透過增加內建RMON組(mini-RMON)來支援RMON主動監視功能。

     交換機應支援鏈路聚合

    鏈路聚合可以讓交換機之間和交換機與伺服器之間的鏈路頻寬有非常好的伸縮性，比如可以把2個、3個、4個千兆的鏈路繫結在一起，使鏈路的頻寬成倍增長。鏈路聚合技術可以實現不同埠的負載均衡，同時也能夠互為備份，保證鏈路的冗餘性。在一些千兆乙太網交換機中，最多可以支援4組鏈路聚合，每組中最大4個埠。生成樹協議和鏈路聚合都可以保證一個網路的冗餘性。在一個網路中設定冗餘鏈路，並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。

     交換機要支援VRRP協議

    VRRP(虛擬路由冗餘協議)是一種保證網路可靠性的解決方案。在該協議中，對共享多存取訪問介質上終端IP裝置的預設閘道器(DefaultGateway)進行冗餘備份，從而在其中一臺三層交換機裝置當機時，備份的裝置會及時接管轉發工作，向使用者提供透明的切換，提高了網路服務質量。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援了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於複雜的工業環境中的實時乙太網資料傳輸，這就要求我們在選購工業交換機時必須對產品的效能有所瞭解，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頻寬是否夠用，瞭解交換機設計是否合理，是否存在阻塞的結構設計等等。 那什麼是合格的交換機呢？可以從兩個方面來考慮:

　　1、所有埠容量 X 埠數量之和的2倍應該小於背板頻寬，可實現全雙工無阻塞交換，證明交換機具有發揮最大資料交換效能的條件。

　　2、滿配置吞吐量(Mbps)=滿配置GE埠數×1.488Mpps，其中1個千兆埠在包長為64位元組時的理論吞吐量為1.488Mpps。 例如，一臺最多可以提供64個千兆埠的交換機，其滿配置吞吐量應達到 64×1.488Mpps =  95.2Mpps，才能夠確保在所有埠均線速工作時，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，除了保留了升級擴充套件的能力外就是軟體效率/專用晶片電路設計有問題;背板相對小。吞吐量相對大的交換機，整體效能比較高。不過背板頻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，因為後者是個設計值，測試很困難的並且意義不是很大。

     一、交換機背板頻寬　　

　　交換機的背板頻寬，是交換機介面處理器或介面卡和資料匯流排間所能吞吐的最大資料量。背板頻寬標誌了交換機總的資料交換能力，單位為Gbps，也叫交換頻寬，一般的交換機的背板頻寬從幾Gbps到上百Gbps不等。

    二、如何計算背板頻寬

 　　1）線速的背板頻寬

 　　 線速的背板頻寬 = 埠數*相應埠速率*2（全雙工模式）

 　　說明:主要考察交換機上所有埠能提供的總頻寬；如果總頻寬≤標稱背板頻寬，那麼背板頻寬是可以做到線速。

　　 2）第二層包轉發線速

　　第二層包轉發率 = 千兆埠數量×1.488Mpps + 百兆埠數量*0.1488Mpps + 其餘型別埠數*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，那麼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 = 千兆埠數量×1.488Mpps + 百兆埠數量*0.1488Mpps + 其餘型別埠數*相應計算方法

 　　說明:如果這個速率能≤標稱三層包轉發速率，那麼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，那麼我們就說這款交換機真正做到了線性無阻塞。

     三、什麼是交換容量和轉發效能？

　　由於交換引擎 是作為模組化交換機資料包轉發的核心，所以這一指標能夠真實反映交換機的效能。對於固定端交換機，交換引擎和網路介面模板是一體的，所以廠家提供的轉發 效能引數就是交換引擎的轉發效能，這一指標是決定交換機效能的關鍵。支援第三層交換的裝置，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，採用不同體系結構的模組化交換機，這兩個引數的意義是不同的。但是，對於一般的區域網使用者而言，只關心這兩個指標就可以了，它是決定該系統效能的關鍵指標。對於大型園區網和都會網路使用者，討論交換機的體系結構和第三層最佳化演演算法是有意義的。

     四、交換容量和轉發效能的計算

　　1、交換容量的大小由快取（BUFFER）的位寬及其匯流排頻率決定。即，交換容量＝快取位寬*快取匯流排頻率=96*133=12.8Gbps

　　 2、 埠容量是如何計算？

　　因交換機埠支援全雙工，因此交換機埠容量是其能夠提供埠之和的兩倍。即，埠容量＝2*（n*100Mbps+m*1000Mbps）（n：表示交換機有n個100M埠，m：表示交換機有m個1000M埠），

　　 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，對於乙太網最小包為64BYTE，加上幀開銷20BYTE，因此最小包為84BYTE。

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

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

    五、1.488Mpps是怎麼得到的呢?

　　包轉發線速的衡量標準是以單位時間內傳送64byte的資料包（最小包）的個數作為計算基準的。對於千兆乙太網來說，計算方法如下：

　　100Mbit/s的乙太網路，100M換算成byte則是100/8=12.5M byte/s，換算出來就是12500000bytes。

　　因為在乙太網的資料包中，最小的資料包的大小是64byte/s，加上8個byte的前導位元組以及12個byte幀間間隙，合計就是84byte。那麼用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的網路而言，那麼1000M的網路，算出來的包轉發率就應是1.488Mpps，對於10G網路對應的是14.88Mpps。