波仔
📡 第四章 理解L3交换机的性能与功能
📄 一句话概括

看性能要同时看三个数：端口容量、包转发率、时延。少看一个就会买错。 而「交换容量」是单向还是双向，是规格书里最常见的文字游戏。

📝 本节和前面几节的关系

上一节讲形态，这一节讲同一形态里的档次。 这一节的重点是「三个数字各管什么」，以及一个换算关系。

一、三个指标

指标 单位 它管什么

端口容量 Gbps 总带宽够不够 包转发率 Mpps 小包能不能线速 时延 微秒 实时业务能不能忍

两个数字的关系是固定的：千兆口 64 字节线速等于 1.488 Mpps，万兆口等于 14.88 Mpps。 所以「包转发率」其实是「端口容量」按最小包折算出来的。 两个数字只要给一个，另一个就能算出来。

二、算一台盒式机

24 个千兆口加 4 个万兆口： 端口容量等于 24 乘 1 加 4 乘 10，等于 64 Gbps。 交换容量（双向）等于 64 乘 2，等于 128 Gbps。 包转发率等于 24 乘 1.488 加 4 乘 14.88，等于 95.2 Mpps。

「乘 2」这一步是规格书里最常见的文字游戏：端口容量是单向的，而芯片要同时处理进与出， 所以厂商常标「交换容量 128 Gbps」。 同一个数，标的可能是单向也可能是双向——差一倍。

所以看规格书要问一句：「这个数是单向还是双向？」 问不出来就自己按端口算一遍——端口数乘速率乘 2，谁都改不了。

三、时延为什么单列

时延与带宽是两个正交的指标：一台设备可以带宽很大但时延很高（比如做了大量缓存）， 也可以时延很低但带宽一般。

存储转发的时延与帧长成正比：一个 1518 字节的帧在千兆口上收完要 12.1 微秒， 所以「时延 12 微秒」其实只是「收完这一帧的时间」。 而直通转发只要几微秒，因为它不等收完就开始转。

这就是 02.03 讲的「直通与存储转发」在时延这一列上的差别。 高频交易这类场景会为此专门选直通设备，而普通办公网完全不用管这一列。

四、按性能分档的粗略对应

接入档：24 到 48 个千兆口，包转发率几十 Mpps，不堆叠或小堆叠。 汇聚档：几百个千兆口加若干万兆上行，几百 Mpps，支持堆叠与 OSPF。 核心档：全万兆或更高速率，上千到上万 Mpps，双引擎双电源。

分档的意义在于「别把接入档放到核心」：接入档的表项深度、缓冲、堆叠带宽都撑不住核心的流量。 而这类错误的表现是「平时没问题，一到高峰就丢包」——因为瓶颈在缓冲，不在带宽。

五、动手 Demo：按性能分类，三个数字各管什么

这段列出三个指标各自管什么，再按「24 个千兆口加 4 个万兆口」算出端口容量、双向交换容量与包转发率。

bw = 24 * 1 + 4 * 10
pps = 24 * 1.488 + 4 * 14.88
P(u"  端口容量 %d Gbps，双向 %d Gbps，转发率 %.1f Mpps。" % (bw, bw * 2, pps))

实跑输出：

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按性能分类，三个数字各管什么
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**看一台 L3 交换机的性能，要同时看三个数**：**端口容量、包转发率、时延。**
**少看一个就会买错。**

  指标         单位     它管什么
  ------------------------------------------
  端口容量     Gbps     总带宽够不够
  包转发率     Mpps     小包能不能线速
  时延         微秒     实时业务能不能忍

**两个数字的换算关系是固定的**：**千兆口 64 字节线速 ＝ 1.488 Mpps，万兆口 ＝ 14.88 Mpps。**
**所以「包转发率」其实是「端口容量」按最小包折算出来的。**

**算一台 24×1G ＋ 4×10G 的盒式机**：

  端口容量 ＝ 24×1 ＋ 4×10 ＝ 64 Gbps。
  交换容量（双向）＝ 64 × 2 ＝ 128 Gbps。
  包转发率 ＝ 24×1.488 ＋ 4×14.88 ＝ 95.2 Mpps。

**注意「× 2」这一步**：端口容量是单向的，
**而交换芯片要同时处理进与出，所以标称的「交换容量」通常是双向的。**
**看规格书时一定要问「这个数是单向还是双向」。**

「95.2 Mpps」这个数是按 64 字节算的， 如果业务全是大包，实际需要的 pps 只有这个数的二十三分之一。 所以「买多大 pps」取决于「业务包长分布」，不是越大越好。

「乘 2」这个文字游戏在数据中心设备上更常见： 有些规格写「交换容量 12.8 Tbps」，实际端口总带宽只有 6.4 Tbps。 两个数都对，只是口径不同。 所以「看规格书要大打折扣」不是偏见，是必要的怀疑。

最后一段「缓冲不够会先丢包」是选型时最容易漏的一条： 带宽与 pps 都是「平均能力」，而突发靠的是缓冲。 所以「平时跑 20%、高峰丢包」的设备，问题几乎一定是缓冲。

30 秒实验

  1. 查一下你核心交换机的端口数与速率，自己算出端口容量。
  2. 对比规格书标的交换容量，看是单向还是双向。
  3. 想一想：你的业务平均包长是多少，pps 需求多少。

常见误区

  1. 以为交换容量一定是双向。看厂商口径，差一倍。
  2. 以为 pps 越大越好。取决于业务包长，大包业务吃不了那么多。
  3. 以为带宽够就不会丢包。突发靠缓冲，缓冲不够照样丢。
自测三问（点开对答案） 1. 千兆口与万兆口在 64 字节下的 pps 分别是多少？ —— 1.488 Mpps 与 14.88 Mpps。 2. 「交换容量」这个数字最常见的口径问题是什么？ —— 可能是单向也可能是双向，两者差一倍。 3. 为什么时延要单列？ —— 它与带宽正交，受转发方式（存储转发或直通）与帧长影响。

下一节：功能怎么分——先给一张地图。

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