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，其實都是由交換芯片決定的，上面說什么背板帶寬由機(jī)框式交換機(jī)的無源背板走線和連接器決定的都是搞笑的。對于千兆以太網(wǎng)來說，計算方法如下：1，000，000，000bps/8bit/（64＋8＋12）byte=1,488,095pps說明：當(dāng)以太網(wǎng)幀為64byte時，需考慮8byte的幀頭和12byte的幀間隙的固定開銷。

首先說明白什么是整機(jī)交換容量，整機(jī)交換容量其實就是你的交換芯片（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trident2＋芯片能提供1280G帶寬，那我就可以用這個芯片輕松做一個48個萬兆接口6 個40G上行接口的1U交換機(jī)出來，并且線速轉(zhuǎn)發(fā)（實際上用720G的型號就可以了，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36端口40GE線卡就需要2.88T的帶寬，Jericho芯片好像沒這么大的，所以一張線卡得放兩個交換芯片，每個芯片（jericho提供720G面板接口帶寬）分別負(fù)責(zé)18個接口的轉(zhuǎn)發(fā)。

那么問題來了，首先，我這一張線卡上的兩個jericho芯片上的接口如何通信？

其次，然后比如我一臺機(jī)框有8張線卡，如何實現(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這種比較老的沒有獨立交換網(wǎng)板的架構(gòu)叫crossbar，在引擎上放幾個交換芯片，這幾個交換芯片一般就沒有面板接口了（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)過引擎！這種架構(gòu)的缺點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張線卡也是捉襟見肘。所以總而言之crossbar架構(gòu)的交換機(jī)完全無法滿足飛速發(fā)展的數(shù)據(jù)中心動輒24甚至36*40G線卡的需求。為了解決這個問題出現(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)功能因為各種feature都是在線卡芯片上實現(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芯片是會把報文切割成信元負(fù)載到每一塊網(wǎng)板上芯片上的真正無阻塞。

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，單位時間內(nèi)通過的數(shù)據(jù)包數(shù)量。后來很多廠家的引擎都變成半寬了因為芯片少了嘛。所有線卡與交換網(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)過交換網(wǎng)板，交換網(wǎng)板因為可以設(shè)計多張就像是一個帶寬巨大的總線，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)則可以通過增加交換網(wǎng)板上的芯片來成倍的擴(kuò)容整機(jī)交換容量，以滿足更多高密度的線卡的需要。 這也是為什么后來思科自6500之后也要推出CLOS架構(gòu)的N7K和6800系列，甚至后來N7K都落伍了（應(yīng)該是fabric card的帶寬無法繼續(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確實廉頗老矣，不過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沒有意義，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)未來支持的56G Serdes算出來的“這個機(jī)框未來能夠支持的容量”，沒有實際意義。真實的整機(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)品引擎上沒有交換芯片也沒有交換網(wǎng)板。對于一套大中型網(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（除非線卡全部升級換代）。

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

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?，F(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)自動分配IP，虛擬撥號。交換機(jī)只是用來分配網(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IP分配給很多個主機(jī)使用，這些主機(jī)對外只表現(xiàn)出一個IP。交換機(jī)可以把很多主機(jī)連起來，這些主機(jī)對外各有各的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，也就是能讓局域網(wǎng)可以連進(jìn)來更多的電腦。路由器是用來做網(wǎng)間連接，也就是用來連接不同的網(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代也越來越迅速，三層交換機(jī)也誕生了。三層交換機(jī)在實現(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)（以下簡稱S6720-SI），是華為公司自主開發(fā)的新一代多速率萬兆盒式交換機(jī)，可用于高速率無線設(shè)備接入、數(shù)據(jù)中心萬兆服務(wù)器接入、園區(qū)網(wǎng)的接入或匯聚等應(yīng)用場景。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比同等級路由器的路由功能簡單，因為它所面對的主要是簡單的局域網(wǎng)連接，路由路徑遠(yuǎn)沒有路由器那么復(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。

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實現(xiàn)有線無線真正融合，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。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。它會根據(jù)信道的情況自動選擇和設(shè)定路由，路徑按前后順序發(fā)送信號。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)在移動信息的過程中需使用不同的控制信息，所以說兩者實現(xiàn)各自功能的方式是不同的。

知識點總結(jié)

1、路由器用來給局域網(wǎng)自動分配IP，交換機(jī)用來分配網(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)的端口映射起來存放在交換機(jī)緩存中的MAC地址表中。

2、當(dāng)一個數(shù)據(jù)幀的目的地址在MAC地址表中有映射時，它被轉(zhuǎn)發(fā)到連接目的節(jié)點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)包括一個冗余回路時，以太網(wǎng)交換機(jī)通過生成樹協(xié)議避免回路的產(chǎn)生，同時允許存在后備路徑。