交换机的「包转发率」由最小帧决定，不由最大帧决定。 1 Gbps 下 64 字节帧对应 1.488 Mpps，而有效吞吐只有 761.9 Mbps。
上一节讲了 RFC 2544 的四个指标，这一节把它们落到交换机上。 交换机的性能要同时看两个数：交换容量（Gbps）管大包，包转发率（pps）管小包。
一、线上开销是固定的 20 字节
以太网每一帧在线上占的字节数，比帧本身多 20 字节：前导 8 字节 ＋ 帧间隙 12 字节。
这 20 字节是「固定成本」，所以帧越小，开销占比越高：
帧长 字节 线上 字节 开销占比
64 84 23.8% 128 148 13.5% 512 532 3.8% 1518 1538 1.3%
64 字节时，将近四分之一的带宽花在「帧头与间隔」上。 这就是「同样线速，小包送不出那么多有用数据」的原因。
二、pps 与有效吞吐的关系
1 Gbps 下的换算：pps ＝ 线速 ÷ 8 ÷ 线上字节数。 64 字节对应 1.488 Mpps，此时有效吞吐只有 761.9 Mbps。
而 1518 字节时，pps 掉到 81 K，有效吞吐却涨到 987 Mbps。 同一个线速，两头差着两个数量级。
所以「这台交换机能不能线速」要问两个问题： 大包能不能跑满（看交换容量）、小包能不能跑满（看包转发率）。 两个指标都要看，缺一个就可能在某一侧掉链子。
典型反例：一台标称「48 Gbps 交换容量、30 Mpps」的 48 口千兆机。 48 口双向需要 96 Gbps，需要 142.9 Mpps——两个数字随便挑一个对照，都能看出它做不了全端口线速。
三、为什么厂商喜欢报 Gbps
Gbps 的数字大、好看、也好算；pps 的数字小，还得解释包长。 所以规格书首页通常只写「交换容量 XX Gbps」。
但真正卡住业务的往往是 pps：小包场景（语音、游戏、行情、DNS）全是小包， 大包场景（文件、备份、视频）才吃交换容量。
所以正确的做法是「按自己的流量构成反推」： 先估小包占比，再算需要的 pps，最后才看交换容量够不够。 顺序反了，就会买到「数字很大但小包跑不动」的机器。
四、动手 Demo：线速到底是多少 pps，为什么小包说了算
这段在 1 Gbps 上算六种帧长的 pps 与有效吞吐， 再用一台标称「48 Gbps／30 Mpps」的 48 口机做反例核对。
link = 1e9
for s in sizes:
wire = s + 20 # 前导 8 + 帧间隙 12
pps = link / 8 / wire
good = pps * s * 8 / 1e6
T([u"%d" % s, u"%.0f" % (pps / 1000) + u" K",
u"%.1f" % good], [0, 0, 0])
实跑输出：
--------------------------------------------------------------------
线速到底是多少 pps，为什么小包说了算
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**交换机的「包转发率」用 pps 算，而这个数字由最小帧决定，不由最大帧决定。**
**这是新手最容易反直觉的一处。**
**线上开销是固定的 20 字节**：前导 8 字节 + 帧间隙 12 字节。**所以帧越小，开销占比越高。**
帧长 字节 线上 字节 pps 有效吞吐 Mbps 开销占比
---------------------------------------------------------------------
64 84 1488 K 761.9 23.8%
128 148 845 K 864.9 13.5%
256 276 453 K 927.5 7.2%
512 532 235 K 962.4 3.8%
1024 1044 120 K 980.8 1.9%
1518 1538 81 K 987.0 1.3%
**64 字节时 1 Gbps 对应 1.49 Mpps，有效吞吐只有 761.9 Mbps。**
**也就是说：同样的线速，最小包只能送 76% 的「有用数据」。**
剩下 24% 全是帧头、前导和帧间隙。
**所以「这台交换机能不能线速」要看两件事**：
交换容量够不够（Gbps）：决定大包能不能跑满。
包转发率够不够（pps）：决定小包能不能跑满。
两个指标都要看，缺一个就可能在某一侧掉链子。
**典型反例**：一台标称「48 Gbps 交换容量、30 Mpps」的 48 口千兆交换机。
48 口 × 1 Gbps × 双向 = 96 Gbps，交换容量 48 Gbps 就已经不够。
双向全小包需要 142.9 Mpps，标称 30 Mpps 也不够。
**两个数字随便挑一个对照，都能看出「这台机器做不了全端口线速」。**
厂商写「48 Gbps／30 Mpps」时，通常指的是「非阻塞半双工口径」或者「典型流量」。
**买之前把这两个数字按自己的口数复算一遍，比看任何形容词都管用。**
注意 wire = s + 20 这一行：它把「线上开销」显式写出来，而不是含糊地「按帧长算」。
这 20 字节就是「标称带宽」与「有效带宽」之间那道缝的来源。
再看「反例」那段的三行： 48 口 × 1 G × 双向 ＝ 96 G，而机器只有 48 G 交换容量——这说明它的 48 G 是「单向口径」。
所以看规格书的第二个要点是「口径」：同一个数字，单工与双工差一倍，含不含端口开销又差一截。 厂商不是故意含糊，是行业里这两套口径混用了很多年。
30 秒实验
- 查一下你单位核心交换机的「交换容量」与「包转发率」。
- 按 84 字节算一下它的最小包线速 pps 是多少。
- 想一想：为什么语音场景特别吃 pps？
常见误区
- 以为线速就是「所有包都能跑满」。小包只能送出约四分之三的有效数据。
- 以为交换容量够就万事大吉。pps 不够时小包一样跑不动。
- 把单工与双工的交换容量混着比。两个数字差一倍，不能直接对照。
自测三问（点开对答案）
1. 以太网的线上开销是多少字节？由什么构成？ —— 20 字节：前导 8 字节加帧间隙 12 字节。 2. 1 Gbps 下 64 字节帧对应多少 pps？有效吞吐多少？ —— 1.488 Mpps，有效吞吐 761.9 Mbps。 3. 为什么交换机的性能要同时看 Gbps 与 pps？ —— Gbps 决定大包能不能跑满，pps 决定小包能不能跑满。下一节：路由器的性能怎么算——它比交换机多一道坎。
- ☐ （本节完，下一节 07.04.04 路由器性能的考量方法）