交換機(jī)背板帶寬和交換容量的區(qū)別?

背板帶寬=交換容量，其實(shí)都是由交換芯片決定的，上面說(shuō)什么背板帶寬由機(jī)框式交換機(jī)的無(wú)源背板走線和連接器決定的都是搞笑的。對(duì)于千兆以太網(wǎng)來(lái)說(shuō)，計(jì)算方法如下：1，000，000，000bps/8bit/（64＋8＋12）byte=1,488,095pps說(shuō)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(kāi)銷。

首先說(shuō)明白什么是整機(jī)交換容量，整機(jī)交換容量其實(shí)就是你的交換芯片（如博通多用于機(jī)框式交換機(jī)的jericho及多用于盒式交換機(jī)的trident）或者像思科自研的fabric芯片能提供的帶寬。也被稱為背板帶寬。注意背板帶寬由芯片決定而不是什么物理連接器PCB走線之類的……比如我一個(gè)trident2＋芯片能提供1280G帶寬，那我就可以用這個(gè)芯片輕松做一個(gè)48個(gè)萬(wàn)兆接口6 個(gè)40G上行接口的1U交換機(jī)出來(lái)，并且線速轉(zhuǎn)發(fā)（實(shí)際上用720G的型號(hào)就可以了，1280G可以做出像華三的6800-4C）。如果我還想做機(jī)框式交換機(jī)，那么線卡上要有交換芯片，但是為了保證跨板線速轉(zhuǎn)發(fā)，那我前面板所有接口的帶寬之和須等于板卡之間內(nèi)聯(lián)口帶寬。那我做個(gè)36端口40GE線卡就需要2.88T的帶寬，Jericho芯片好像沒(méi)這么大的，所以一張線卡得放兩個(gè)交換芯片，每個(gè)芯片（jericho提供720G面板接口帶寬）分別負(fù)責(zé)18個(gè)接口的轉(zhuǎn)發(fā)。

那么問(wèn)題來(lái)了，首先，我這一張線卡上的兩個(gè)jericho芯片上的接口如何通信？

其次，然后比如我一臺(tái)機(jī)框有8張線卡，如何實(shí)現(xiàn)跨板全線速轉(zhuǎn)發(fā)？

早期的方式是像思科6500華為7700華三7500這種比較老的沒(méi)有獨(dú)立交換網(wǎng)板的架構(gòu)叫crossbar，在引擎上放幾個(gè)交換芯片，這幾個(gè)交換芯片一般就沒(méi)有面板接口了（6500貌似有）而純用于線卡之間的內(nèi)聯(lián)。5G/5G/10G接入接口和40GE上行接口，使高速率AP接入、萬(wàn)兆服務(wù)器高密度接入以及園區(qū)網(wǎng)高密度40GE核心或匯聚成為可能。所有線卡與引擎上的交換芯片互聯(lián)，意味著所有跨板卡流量必須經(jīng)過(guò)引擎！這種架構(gòu)的缺點(diǎn)是引擎上既要有控制平面的器件如cpu內(nèi)存啥的，又要放交換芯片，所以空間實(shí)在有限，思科6500的sup2T提供了2T帶寬每張引擎，那么分給6506的5張線卡就只有每槽位400G帶寬了（好像2T還有前面板口，那實(shí)際都到不了400G），雙引擎4T帶寬分給6509的7張線卡也是捉襟見(jiàn)肘。所以總而言之crossbar架構(gòu)的交換機(jī)完全無(wú)法滿足飛速發(fā)展的數(shù)據(jù)中心動(dòng)輒24甚至36*40G線卡的需求。為了解決這個(gè)問(wèn)題出現(xiàn)了CLOS架構(gòu)，這就需要交換網(wǎng)板出馬了，交換網(wǎng)板上用的博通FE芯片帶寬高，比如高達(dá)3.6T的FE3600，但只有基本的轉(zhuǎn)發(fā)功能因?yàn)楦鞣Nfeature都是在線卡芯片上實(shí)現(xiàn)的，網(wǎng)板只需要線速轉(zhuǎn)發(fā)。每一塊線卡上的芯片都會(huì)跟所有網(wǎng)板上的芯片互聯(lián)，這就是CLOS架構(gòu)。另外需要提一下博通DUNE芯片是會(huì)把報(bào)文切割成信元負(fù)載到每一塊網(wǎng)板上芯片上的真正無(wú)阻塞。

引擎從此只是純控制平面不再負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，引擎上的交換芯片被移到了獨(dú)立的交換網(wǎng)板（思科叫fabric）上。轉(zhuǎn)發(fā)速率（也稱吞吐量）是指在不丟包的情況下，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的數(shù)據(jù)包數(shù)量。后來(lái)很多廠家的引擎都變成半寬了因?yàn)樾酒倭寺铩Ｋ芯€卡與交換網(wǎng)板互聯(lián)，所有跨板流量甚至同板卡跨芯片流量都要經(jīng)過(guò)交換網(wǎng)板，交換網(wǎng)板因?yàn)榭梢栽O(shè)計(jì)多張就像是一個(gè)帶寬巨大的總線，這樣就大大增加了擴(kuò)展性。比如后面圖中的cisco N9508可以在6張交換網(wǎng)板中一共放置12個(gè)3.6T帶寬的交換芯片，為每槽位提供高達(dá)5.4T交換容量，足以承受36×100G板卡的巨大流量。而16槽位的交換機(jī)則可以通過(guò)增加交換網(wǎng)板上的芯片來(lái)成倍的擴(kuò)容整機(jī)交換容量，以滿足更多高密度的線卡的需要。 這也是為什么后來(lái)思科自6500之后也要推出CLOS架構(gòu)的N7K和6800系列，甚至后來(lái)N7K都落伍了（應(yīng)該是fabric card的帶寬無(wú)法繼續(xù)擴(kuò)容了）為了參數(shù)跟得上友商又出了N77。一代經(jīng)典6500確實(shí)廉頗老矣，不過(guò)在吞吐量不大的園區(qū)網(wǎng)用用還是足夠的。

整機(jī)交換容量特別高確實(shí)沒(méi)有意義，特別是很多中端機(jī)框交換機(jī)只提供8*40G線卡倒是整機(jī)交換容量標(biāo)稱幾十上百T的就是搞笑的。產(chǎn)品規(guī)格組網(wǎng)應(yīng)用百兆到桌面S2700系列交換機(jī)可以作為企業(yè)接入交換機(jī)實(shí)現(xiàn)百兆到桌面，千兆上行。還有幾百上千T的數(shù)據(jù)都是根據(jù)未來(lái)支持的56G Serdes算出來(lái)的“這個(gè)機(jī)框未來(lái)能夠支持的容量”，沒(méi)有實(shí)際意義。真實(shí)的整機(jī)交換容量=量產(chǎn)了的交換網(wǎng)板滿配所提供的交換容量。但是交換容量太低直接影響整機(jī)端口密度。

后，機(jī)框式交換機(jī)除了上述兩種架構(gòu)，其實(shí)還有一種full mesh的架構(gòu)，一般多用于3-5槽位的中端產(chǎn)品，這種產(chǎn)品引擎上沒(méi)有交換芯片也沒(méi)有交換網(wǎng)板。對(duì)于一套大中型網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)其交換機(jī)配置一般由接入層、匯聚層、核心層三部分組成（一般的小系統(tǒng)，則交換機(jī)可能就只有“接入層”了）。原理是所有線卡芯片之間fullmesh全互聯(lián)，整機(jī)交換容量有限且難以擴(kuò)展（除非線卡全部升級(jí)換代）。

所以你在做產(chǎn)品選型的時(shí)候需要關(guān)注引擎（crossbar架構(gòu)）或者交換網(wǎng)板提供的帶寬。不同型號(hào)會(huì)存在差異，這個(gè)可以直接去問(wèn)廠商，一般廠商不會(huì)忽悠的。

路由器與交換機(jī)的區(qū)別

路由器和交換機(jī)作為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的硬件組成部分，起到了IP數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的關(guān)鍵作用。現(xiàn)在我們探討一下交換機(jī)和路由器的區(qū)別。

一、路由器可以給你的局域網(wǎng)自動(dòng)分配IP，虛擬撥號(hào)。交換機(jī)只是用來(lái)分配網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的。

二、路由器在網(wǎng)絡(luò)層，路由器根據(jù)IP地址尋址，路由器可以處理TCP/IP協(xié)議，交換機(jī)不可以。交換機(jī)在中繼層，交換機(jī)根據(jù)MAC地址尋址。

三、路由器可以把一個(gè)IP分配給很多個(gè)主機(jī)使用，這些主機(jī)對(duì)外只表現(xiàn)出一個(gè)IP。交換機(jī)可以把很多主機(jī)連起來(lái)，這些主機(jī)對(duì)外各有各的IP。

四、路由器提供防火墻的服務(wù)，交換機(jī)不能提供該功能。交換機(jī)做的是端口的擴(kuò)展，就是擴(kuò)大局域網(wǎng)(通常都是以太網(wǎng))的接入點(diǎn)，也就是能讓局域網(wǎng)可以連進(jìn)來(lái)更多的電腦。路由器是用來(lái)做網(wǎng)間連接，也就是用來(lái)連接不同的網(wǎng)絡(luò)。

隨著網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的更新?lián)Q代也越來(lái)越迅速，三層交換機(jī)也誕生了。三層交換機(jī)在實(shí)現(xiàn)普通交換機(jī)二層轉(zhuǎn)發(fā)功能之外，還兼具路由器的路由轉(zhuǎn)發(fā)功能，簡(jiǎn)而言之就是綜合了路由器和交換機(jī)的功能。

雖然他們都具有路由功能。產(chǎn)品概述S6720-SI系列多速率交換機(jī)（以下簡(jiǎn)稱S6720-SI），是華為公司自主開(kāi)發(fā)的新一代多速率萬(wàn)兆盒式交換機(jī)，可用于高速率無(wú)線設(shè)備接入、數(shù)據(jù)中心萬(wàn)兆服務(wù)器接入、園區(qū)網(wǎng)的接入或匯聚等應(yīng)用場(chǎng)景。但是三層交換機(jī)的主要功能仍是數(shù)據(jù)交換，它的路由功能通常會(huì)比同等級(jí)路由器的路由功能簡(jiǎn)單，因?yàn)樗鎸?duì)的主要是簡(jiǎn)單的局域網(wǎng)連接，路由路徑遠(yuǎn)沒(méi)有路由器那么復(fù)雜，它用在局域網(wǎng)中的主要用途還是提供快速數(shù)據(jù)交換功能，滿足局域網(wǎng)數(shù)據(jù)交換頻繁的應(yīng)用特點(diǎn)。

路由器的主要功能還是路由功能，它的路由功能更多的體現(xiàn)在不同類型網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)上，如局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)之間的連接、不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)之間的連接等，所以路由器主要是用于不同類型的網(wǎng)絡(luò)之間。S12700實(shí)現(xiàn)有線無(wú)線真正融合，即統(tǒng)一的設(shè)備管理、統(tǒng)一的用戶管理和統(tǒng)一的業(yè)務(wù)管理，提供一致的用戶體驗(yàn)。它主要的功能就是路由轉(zhuǎn)發(fā)，解決好各種復(fù)雜路由路徑網(wǎng)絡(luò)的連接就是它的終目的。它會(huì)根據(jù)信道的情況自動(dòng)選擇和設(shè)定路由，路徑按前后順序發(fā)送信號(hào)。路由器是互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的樞紐。目前路由器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，各種不同檔次的產(chǎn)品已成為實(shí)現(xiàn)各種骨干網(wǎng)內(nèi)部連接、骨干網(wǎng)間互聯(lián)和骨干網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通業(yè)務(wù)的主力軍。

路由和交換機(jī)之間的主要區(qū)別就是交換機(jī)發(fā)生在OSI參考模型第二層(數(shù)據(jù)鏈路層)，而路由發(fā)生在第三層，即網(wǎng)絡(luò)層。這一區(qū)別決定了路由和交換機(jī)在移動(dòng)信息的過(guò)程中需使用不同的控制信息，所以說(shuō)兩者實(shí)現(xiàn)各自功能的方式是不同的。

知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

1、路由器用來(lái)給局域網(wǎng)自動(dòng)分配IP，交換機(jī)用來(lái)分配網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)；

2、路由器可以處理TCP/IP協(xié)議，交換機(jī)不可以；

3、交換機(jī)發(fā)生在OSI參考模型第二

交換機(jī)的三個(gè)功能

1、以太網(wǎng)交換機(jī)了解每一端口相連設(shè)備的MAC地址，并將地址同相應(yīng)的端口映射起來(lái)存放在交換機(jī)緩存中的MAC地址表中。

2、當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)幀的目的地址在MAC地址表中有映射時(shí)，它被轉(zhuǎn)發(fā)到連接目的節(jié)點(diǎn)的端口而不是所有端口（如該數(shù)據(jù)幀為廣播/組播幀則轉(zhuǎn)發(fā)至所有端口）。

3、交換機(jī)包括一個(gè)冗余回路時(shí)，以太網(wǎng)交換機(jī)通過(guò)生成樹(shù)協(xié)議避免回路的產(chǎn)生，同時(shí)允許存在后備路徑。