安防監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中核心交換機(jī)的背板帶寬及包轉(zhuǎn)發(fā)率算法詳解

        交換機(jī)的背板帶寬，是交換機(jī)接口處理器或接口卡和數(shù)據(jù)總線間所能吞吐的數(shù)據(jù)量。背板帶寬標(biāo)志了交換機(jī)總的數(shù)據(jù)交換能力，單位為Gbps，也叫交換帶寬，一般的交換機(jī)的背板帶寬從幾Gbps到上百Gbps不等。一臺(tái)交換機(jī)的背板帶寬越高，所能處理數(shù)據(jù)的能力就越強(qiáng)，但同時(shí)設(shè)計(jì)成本也會(huì)越高。其實(shí)，如果工程不是太大，可以按經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選擇，比如H3C等16口百兆交換機(jī)，可以支持720P攝像頭滿配（14～15個(gè)），TP-link鐵殼16口百兆交換機(jī)，可以支持720P的攝像頭12個(gè)左右。

一般來講，計(jì)算方法如下:

1）線速的背板帶寬

考察交換機(jī)上所有端口能提供的總帶寬。計(jì)算公式為端口數(shù)*相應(yīng)端口速率*2（全雙工模式）如果總帶寬≤標(biāo)稱背板帶寬，那么在背板帶寬上是線速的。

2）第二層包轉(zhuǎn)發(fā)線速

第二層包轉(zhuǎn)發(fā)率=千兆端口數(shù)量×1.488Mpps 百兆端口數(shù)量*0.1488Mpps 其余類型端口數(shù)*相應(yīng)計(jì)算方法，如果這個(gè)速率能≤標(biāo)稱二層包轉(zhuǎn)發(fā)速率，那么交換機(jī)在做第二層交換的時(shí)候可以做到線速。

3）第三層包轉(zhuǎn)發(fā)線速

第三層包轉(zhuǎn)發(fā)率=千兆端口數(shù)量×1.488Mpps 百兆端口數(shù)量*0.1488Mpps 其余類型端口數(shù)*相應(yīng)計(jì)算方法，如果這個(gè)速率能≤標(biāo)稱三層包轉(zhuǎn)發(fā)速率，那么交換機(jī)在做第三層交換的時(shí)候可以做到線速。

那么，1.488Mpps是怎么得到的呢?

包轉(zhuǎn)發(fā)線速的衡量標(biāo)準(zhǔn)是以單位時(shí)間內(nèi)發(fā)送64byte的數(shù)據(jù)包的個(gè)數(shù)作為計(jì)算基準(zhǔn)的。對(duì)于千兆以太網(wǎng)來說，計(jì)算方法如下：1，000，000，000bps/8bit/（64＋8＋12）byte=1,488,095pps 說明：當(dāng)以太網(wǎng)幀為64byte時(shí)，需考慮8byte的幀頭和12byte的幀間隙的固定開銷。故一個(gè)線速的千兆以太網(wǎng)端口在轉(zhuǎn)發(fā)64byte包時(shí)的包轉(zhuǎn)發(fā)率為1.488Mpps?？焖僖蕴W(wǎng)的線速端口包轉(zhuǎn)發(fā)率正好為千兆以太網(wǎng)的十分之一，為148.8kpps。S7700采用全可編程架構(gòu)，可以完全自定義流量的轉(zhuǎn)發(fā)模式、轉(zhuǎn)發(fā)行為和查找算法。

*對(duì)于萬兆以太網(wǎng)，一個(gè)線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為14.88Mpps。

*對(duì)于千兆以太網(wǎng)，一個(gè)線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為1.488Mpps。

*對(duì)于快速以太網(wǎng)，一個(gè)線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為0.1488Mpps。

*對(duì)于OC－12端口，一個(gè)線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為1.17Mpps。

*對(duì)于OC－48端口，一個(gè)線速端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為468MppS。

所以說，如果能滿足上面三個(gè)條件，那么我們就說這款交換機(jī)真正做到了線性無阻塞

背板帶寬資源的利用率與交換機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)息息相關(guān)。目前交換機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要有以下幾種：一是共享內(nèi)存結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)依賴中心交換引擎來提供全端口的連接，由核心引擎檢查每個(gè)輸入包以決定路由。這種方法需要很大的內(nèi)存帶寬、很高的管理費(fèi)用，尤其是隨著交換機(jī)端口的增加，中央內(nèi)存的價(jià)格會(huì)很高，因而交換機(jī)內(nèi)核成為性能實(shí)現(xiàn)的瓶頸；二是交叉總線結(jié)構(gòu)，它可在端口間建立直接的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，這對(duì)于單點(diǎn)傳輸性能很好，但不適合多點(diǎn)傳輸；三是混合交叉總線結(jié)構(gòu)，這是一種混合交叉總線實(shí)現(xiàn)方式，它的設(shè)計(jì)思路是，將一體的交叉總線矩陣劃分成小的交叉矩陣，中間通過一條的總線連接。其優(yōu)點(diǎn)是減少了交叉總線數(shù)，降低了成本，減少了總線爭(zhēng)用；S3700支持線速的跨VLAN組播功能，支持捆綁端口的組播負(fù)載分擔(dān)，支持可控組播，充分滿足IPTV和其他組播業(yè)務(wù)需求。但連接交叉矩陣的總線成為新的性能瓶頸。

modem（貓）、交換機(jī)、路由器有什么區(qū)別?

modem（貓）是調(diào)制解調(diào)器，主要作用是把電話線的信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，傳輸?shù)诫娔X，再將電腦信號(hào)轉(zhuǎn)換成電話信號(hào)傳輸出去，是實(shí)現(xiàn)電腦上網(wǎng)的手段之一。

一般有兩種端口：一個(gè)是接電話線的，一個(gè)是接網(wǎng)線的，在選擇網(wǎng)線的時(shí)候，盡量選擇全銅或者無氧銅的網(wǎng)線，因?yàn)槿~和無氧銅的抵擋氧性較高，距離較短的話可以選擇全銅網(wǎng)線。

交換機(jī)指的是一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，可以連接交換機(jī)的多臺(tái)電腦組成局域網(wǎng)，如果還有代理服務(wù)器的話也可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)上網(wǎng)的功能。

但是交換機(jī)沒有路由器的自動(dòng)識(shí)別數(shù)據(jù)包發(fā)送和到達(dá)地址的功能，不過交換機(jī)比HUB具有更好的傳輸速度。因?yàn)榻粨Q機(jī)能同時(shí)給連接它的所有電腦傳送數(shù)據(jù)包，所有電腦是共享交換機(jī)的帶寬速率。

交換機(jī)是一根網(wǎng)線上網(wǎng)，但是大家上網(wǎng)是分別撥號(hào)，各自使用自己的寬帶，大家上網(wǎng)沒有影響。

路由器指的是通過同一臺(tái)路由器上網(wǎng)的電腦是共用一個(gè)寬帶賬號(hào)的，大家在上網(wǎng)的時(shí)候會(huì)互相影響的。路由器比交換機(jī)要多了一個(gè)虛擬撥號(hào)的功能。

在選擇網(wǎng)線的時(shí)候，長度應(yīng)該選用較為合適的長度，不要過于長，反而會(huì)影響傳輸。一般選用成品網(wǎng)線。如果自己接網(wǎng)線的話，一定要接的按國際標(biāo)準(zhǔn)接法T568B接線。

路由器專管入網(wǎng)，交換機(jī)只管配送，路由路由就是給你找路讓你上網(wǎng)的，交換機(jī)只負(fù)責(zé)開門，交換機(jī)上面要沒有路由你是上不了網(wǎng)的。路由器提供了防火墻的服務(wù)。路由器僅僅轉(zhuǎn)發(fā)特定地址的數(shù)據(jù)包，不傳送不支持路由協(xié)議的數(shù)據(jù)包傳送和未知目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的傳送，從而可以防止廣播風(fēng)暴。在企業(yè)數(shù)據(jù)中心的典型應(yīng)用S12700部署在企業(yè)數(shù)據(jù)中心核心或者匯聚。

poe交換機(jī)1236和4578到底那個(gè)供電？

一、到底那個(gè)傳數(shù)據(jù)，那個(gè)供電？

標(biāo)準(zhǔn)的poe交換機(jī)有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，802.11af和802.11at，這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的poe交換機(jī)都支持兩種供電方式：

①1236既走數(shù)據(jù)又供電；

②1236走數(shù)據(jù)，4578供電；

二、實(shí)際是使用那種供電方式呢

實(shí)際使用的是哪種供電方式取決于POE交換機(jī)，這兩種供電方式對(duì)于我們支持POE的攝像機(jī)都兼容的。poe會(huì)根據(jù)情況自行判斷使用那種供電方式。由于百兆通信使用的1、2、3、6四根芯，千兆通信使用到了全部的8芯。因此：

1、對(duì)于百兆PoE交換機(jī)：供電標(biāo)準(zhǔn)下網(wǎng)線只要1、2、3、6線芯連通即可，既走數(shù)據(jù)又供電；當(dāng)然如果你想1236走數(shù)據(jù)，4578供電，那么必須要8芯網(wǎng)線，并且保證8芯全部連通。

2、對(duì)于千兆PoE交換機(jī)：受限于數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?，無論那種方式供，都需要8芯網(wǎng)線全部連通。

三、什么是poe交換機(jī)的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)？

IEEE802.3af供電功率15.4W, 若攝像機(jī)功率是10W的，可以使用802.af供電的交換機(jī)；5Speed模式狀態(tài)燈：SPED常滅：表示未選擇Speed模式。IEEE802.3at供電功率為30W, 若攝像頭功率是20W,需使用802.3at的POE交換機(jī)；802.3at是向下兼容802.3af的,所以支持802.3af的攝像機(jī)可以用802.3af或者at的交換機(jī)供電；

支持802.3at的攝像機(jī)則只能使用802.3at的交換機(jī)供電；對(duì)于一些大功率的前端設(shè)備而言，比如球機(jī)，輸出的功率達(dá)不到要求，無法使用POE交換機(jī)供電。

比如有些球機(jī)的功率為40W,，單端口PoE的功率不超過30W，交換機(jī)單口功率無法滿足，所以需要使用球機(jī)自帶的POE模塊供電。買的時(shí)候看準(zhǔn)了。

四、POE供電的距離多遠(yuǎn)？

對(duì)于poe供電距離，一直有很多弱電VIP技術(shù)群中朋友討論poe供電到底能不能超過100米？這個(gè)問題確實(shí)受多方面的因素影響，有的朋友超過100米供電沒有什么影響，有的卻在90米供電也出現(xiàn)過不穩(wěn)定，這里面我們一起來討論下。

你肯定看到朋友圈或網(wǎng)上宣傳的200米、250米、300米PoE供電交換機(jī)產(chǎn)品。會(huì)有一種疑惑：網(wǎng)線傳輸距離不是100米嗎？到底用什么線才能達(dá)到宣傳的距離呢？

超過100米以上的遠(yuǎn)距離傳輸必須超5類以上，而且是8芯網(wǎng)線。由于所有端口間的通信都需要通過背板完成，所以背板所能提供的帶寬，就成為端口間并發(fā)通信時(shí)的瓶頸。同時(shí)poe交換機(jī)是8芯供電，攝像頭也必須8芯受電。再關(guān)鍵一點(diǎn)就是PoE交換機(jī)設(shè)備支持網(wǎng)絡(luò)延長模式，開啟后，使用超五類及以上網(wǎng)線時(shí)，對(duì)應(yīng)端口的數(shù)據(jù)傳輸和供電距離遠(yuǎn)可達(dá)100米以上，對(duì)于普通poe交換機(jī)來說，我們建議是100米以內(nèi)較為合適。

為什么建議使用距離100米以內(nèi)呢？

我們來看下各種網(wǎng)速的電阻就知道。

超五類雙絞線各種材質(zhì)網(wǎng)線100米的電阻：

1.銅包鋼網(wǎng)線：75-100?

2.銅包鋁網(wǎng)線：24-28?

3.銅包銀網(wǎng)線：15?

4.銅包銅網(wǎng)線：42?

5.無氧銅網(wǎng)線：9.5?

距離越短，電阻就越小，其中無氧銅網(wǎng)線電阻小，所以用它供電穩(wěn)定，100米距離電阻只有9.5?，如果使用是50米的呢？那么它的電阻就是9.5?一半，poe供電功率損耗越小（損耗功率公式，Q=I2Rt ，損耗的功率與電阻是成正比），那么供電就越穩(wěn)定。華為的產(chǎn)品主要涉及通信網(wǎng)絡(luò)中的交換網(wǎng)絡(luò)、傳輸網(wǎng)絡(luò)、無線及有線固定接入網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)及無線終端產(chǎn)品，為世界各地通信運(yùn)營商及專業(yè)網(wǎng)絡(luò)擁有者提供硬件設(shè)備、軟件、服務(wù)和解決方案。所以超過100米的距離傳輸，務(wù)必要用好網(wǎng)線。