交換機有很多值得學習的地方，這里我們主要介紹交換機背板帶寬的相關知識。交換機背板帶寬是交換機接口處理器或接口卡和數據總線間所能吞吐的最大數據量。

背板帶寬標志了交換機總的數據交換能力，單位為Gbps，也叫交換帶寬，一般的交換機背板帶寬從幾Gbps到上百Gbps不等。一臺交換機背板帶寬越高，所能處理數據的能力就越強，但同時設計成本也會越高。一般來講，計算方法如下:

1）線速的背板帶寬
技術論壇考察交換機上所有端口能提供的總帶寬。計算公式為端口數*相應端口速率*2（全雙工模式）如果總帶寬≤標稱背板帶寬，那么在背板帶寬上是線速的。

2）第二層包轉發線速
第二層包轉發率=千兆端口數量×1.488Mpps+百兆端口數量*0.1488Mpps+其余類型端口數*相應計算方法，如果這個速率能≤標稱二層包轉發速率，那么交換機在做第二層交換的時候可以做到線速。

3）第三層包轉發線速
技術論壇第三層包轉發率=千兆端口數量×1.488Mpps+百兆端口數量*0.1488Mpps+其余類型端口數*相應計算方法，如果這個速率能≤標稱三層包轉發速率，那么交換機在做第三層交換的時候可以做到線速。那么，1.488Mpps是怎么得到的呢?

包轉發線速的衡量標準是以單位時間內發送64byte的數據包（最小包）的個數作為計算基準的。對于千兆以太網來說，計算方法如下：1，000，000，000bps/8bit/（64＋8＋12）byte=1,488,095pps 說明：當以太網幀為64byte時，需考慮8byte的幀頭和12byte的幀間隙的固定開銷。故一個線速的千兆以太網端口在轉發64byte包時的包轉發率為1.488Mpps。快速以太網的線速端口包轉發率正好為千兆以太網的十分之一，為148.8kpps。

◆對于萬兆以太網，一個線速端口的包轉發率為14.88Mpps；
◆對于千兆以太網，一個線速端口的包轉發率為1.488Mpps；
◆對于快速以太網，一個線速端口的包轉發率為0.1488Mpps；
◆對于OC－12的POS端口，一個線速端口的包轉發率為1.17Mpps；
◆對于OC－48的POS端口，一個線速端口的包轉發率為468MppS；

所以說，如果能滿足上面三個條件，那么我們就說這款交換機真正做到了線性無阻塞。交換機背板帶寬資源的利用率與交換機的內部結構息息相關。目前交換機的內部結構主要有以下幾種：

一是共享內存結構，這種結構依賴中心交換引擎來提供全端口的高性能連接，由核心引擎檢查每個輸入包以決定路由。這種方法需要很大的內存帶寬、很高的管理費用，尤其是隨著交換機端口的增加，中央內存的價格會很高，因而交換機內核成為性能實現的瓶頸；

二是交叉總線結構，它可在端口間建立直接的點對點連接，這對于單點傳輸性能很好，但不適合多點傳輸；

三是混合交叉總線結構，這是一種混合交叉總線實現方式，它的設計思路是，將一體的交叉總線矩陣劃分成小的交叉矩陣，中間通過一條高性能的總線連接。其優點是減少了交叉總線數，降低了成本，減少了總線爭用；但連接交叉矩陣的總線成為新的性能瓶頸。但是，我們如何去考察一個交換機背板帶寬是否夠用呢？一般來講，我們應該從兩個方面來考慮：

1）所有端口容量乘以端口數量之和的2倍應該小于交換機背板帶寬，這樣可實現全雙工無阻塞交換，證明交換機具有發揮最大數據交換性能的條件。
 
2）滿配置吞吐量（Mpps）＝滿配置端口數×1.488Mpps，其中1個千兆端口在包長為64字節時的理論吞吐量為1.488Mpps。例如，一臺最多可以提供64個千兆端口的交換機，其滿配置吞吐量應達到64×1.488Mpps=95.2Mpps，才能夠確保在所有端口均線速工作時，提供無阻塞的包交換。如果一臺交換機最多能夠提供176個千兆端口，而宣稱的吞吐量不到261.8Mpps（176×1.488Mpps＝261.8Mpps），那么用戶有理由認為該交換機采用的是有阻塞的結構設計。 一般是兩者都滿足的交換機才是合格的交換機。

交換機背板帶寬資源的利用率與交換機的內部結構息息相關。目前交換機的內部結構主要有以下幾種：一是共享內存結構，這種結構依賴中心交換引擎來提供全端口的高性能連接，由核心引擎檢查每個輸入包以決定路由。這種方法需要很大的內存帶寬、很高的管理費用，尤其是隨著交換機端口的增加，中央內存的價格會很高，因而交換機內核成為性能實現的瓶頸；二是交叉總線結構，它可在端口間建立直接的點對點連接，這對于單點傳輸性能很好，但不適合多點傳輸；三是混合交叉總線結構，這是一種混合交叉總線實現方式，它的設計思路是，將一體的交叉總線矩陣劃分成小的交叉矩陣，中間通過一條高性能的總線連接。其優點是減少了交叉總線數，降低了成本，減少了總線爭用；但連接交叉矩陣的總線成為新的性能瓶頸。

“目前，背板都采用無源設計。背板總線技術主要有三種：LVDS、LVTDL、GLT等。對于如2.5Gbit/s和2.5Gbit/s以下中低速系統，由于系統容量不是非常大，系統的瓶頸不在背板總線，所以對背板總線速率沒有嚴格要求，一般采用LVTDL或GLT技術，背板總線為77Mbit/s或38Mbit/s，如此已經完全滿足系統的要求。倘若采用LVDS（低壓差分信號）技術使背板總線速率提高到622Mbit/s，除了方便背板布線外對系統幾乎沒有優化作用。對于高速通信系統，如10Gbit/s或其以上設備，由于系統速率和交叉容量非常高，對背板總線的速率和布線提出了更高的要求，所以一般采用LVDS技術。目前業界的背板速率一般為622Mbit/s或者777Mbit/s。”