Коммутационная способность коммутатора
Обновлено: 10.05.2024
Одной из характеристик переключателей и реле является коммутационная способность. Что это значит и как это определяется?
Решение
Коммутационная способность или коммутационная нагрузка обычно оцениваются как по напряжению, так и по току. Напряжение - это напряжение нагрузки, которое будет на клеммах реле, когда оно разомкнуто. Ток — это ток нагрузки, который будет протекать как через нагрузку, так и через реле, когда оно замкнуто.
Коммутаторы часто указывают минимальную коммутационную способность (иногда называемую минимальной коммутационной нагрузкой) в дополнение к максимальной коммутационной способности. Важно обеспечить минимальную мощность коммутатора, чтобы обеспечить его долгосрочную работоспособность. Со временем на контактах реле якоря накапливаются твердые частицы. Минимальная величина тока требуется для сжигания твердых частиц, скопившихся на контактах переключателя, когда реле замкнуто. Это относится только к электромеханическим реле якоря. Герконовые реле герметизированы инертным газом и не подвержены накоплению твердых частиц. Реле SSR и FET не являются механическими и также не подвержены влиянию.
Дополнительная информация
Реле теоретически не рассеивают мощность. Уравнение для мощности: Power=Voltage*Current. Когда реле разомкнуто, ток равен нулю. Когда он замкнут, напряжение на выводах практически равно нулю (зависит от тока нагрузки и сопротивления реле «включено»). В обоих случаях мощность равна или очень близка к нулю. В идеале, когда реле разомкнется, напряжение мгновенно упадет до напряжения нагрузки, а ток мгновенно упадет до нуля. Если бы это было правдой, то коммутационная способность была бы равна сечению провода, используемого в реле.
Однако, когда реле находится в процессе переключения, существует конечное время, когда оба значения не равны нулю. В это время мощность будет рассеиваться в реле. В зависимости от индуктивности и емкости нагрузки и реле могут возникать большие скачки напряжения и тока в этот период времени, когда реле переключается. Это может привести к выделению большого количества тепла на очень небольшой площади и, как следствие, расплавлению контактов реле или возникновению коррозии, что сократит срок их службы. При более высоких напряжениях и токах на вашей нагрузке время переключения будет больше, и вы увеличите энергию (интеграл мощности по времени), рассеиваемую в вашем реле. У вас также могут быть большие скачки мощности, когда реле находится в переходном состоянии.
Другой фактор коммутационной способности связан с механической конструкцией реле. Когда реле только начинает переключаться, сила контакта уменьшается, что приводит к увеличению сопротивления. Ток нагрузки, протекающий через это сопротивление, будет нагревать контакты. Также есть момент, когда какие-то части контакта соприкасаются, а какие-то нет. При уменьшении площади поверхности, через которую протекает ток, сопротивление снова увеличивается. В момент непосредственно перед отсутствием контакта весь ток протекает через очень маленькую площадь. Эта последняя точка контакта становится настолько горячей, что обычно закипает или даже испаряется.
На практике эта проблема часто возникает при использовании устройства в непредвиденных ситуациях. Например, PXIe-2532B в матрице 4 на 256 не сможет выполнить тест блока вставки сбоя (FIU), поскольку его ограничение составляет шестьдесят дисков непрерывно. Это прямой пример упомянутой выше теории, и ее можно разрешить, используя определенную схему ПФР или альтернативный полевой транзистор PXI-2536, который может принимать несколько дисков.
Коммутаторы волоконно-оптических сетей являются ценным компонентом любой высокопроизводительной сети наблюдения. Они анализируются на основе нескольких факторов производительности, включая коммутационную способность, скорость пересылки, пропускную способность коммутации и многое другое. Переключатели могут работать не так, как ожидалось, если есть какое-либо несоответствие параметров. Хотя каждый из этих терминов может показаться понятным, они имеют большое значение при выборе. Что означает каждый из этих параметров? Прочтите этот пост, чтобы узнать ответы на него.
Проанализированы важные параметры сетевой коммутации
Скорость пересылки или производительность пересылки, пропускная способность коммутации и скорость сети — важные параметры, используемые для измерения производительности коммутаторов оптоволоконной сети. Следующие указатели помогут вам понять эти параметры и их расчет.
Коммутационная способность:
Производительность пересылки:
С технической точки зрения это также называется скоростью пересылки. Это указывает на возможности пересылки пакетов оптоволоконных коммутаторов. Измеряется в пакетах в секунду или PPS. Он показывает количество пакетов данных, пересылаемых коммутатором за секунду. В коммутаторах Ethernet размер кадра данных ограничен во время передачи из-за наличия механизма обнаружения конфликтов Ethernet. Ethernet передает минимальный кадр данных размером 84 байта.Он рассчитывается как минимальная частота кадров данных + байты преамбулы + межкадровый интервал. Здесь минимальная частота кадров данных составляет 64 байта + 8 байтов преамбулы + 12 байтов между кадрами.
Например, рассмотрим интерфейс Ethernet со скоростью 100 Мбит/с. Он имеет скорость интерфейса Ethernet 12,5 Мбайт/с. Как это рассчитывается?
1 байт = 8 бит, скорость интерфейса Ethernet = 100/8 или 12,5 Мбайт/сек. Это означает, что интерфейс Ethernet со скоростью 100 Мбит/с может передавать 12,5 Мбайт или 12500000 байт в секунду. Если предположить, что все передаваемые кадры данных имеют размер 84 байта, то кадр данных, пересылаемый портом Ethernet со скоростью 100 Мбит/с, составляет 12500000/84=148809pps (кадр/сек) = 0,1488Mpps = 148,8kpps
Можно справедливо сказать, что интерфейс Ethernet со скоростью 100 Мбит/с имеет скорость пересылки пакетов 0,1488 млн пакетов в секунду. Интерфейс Gigabit Ethernet имеет скорость пересылки пакетов 1,488 млн пакетов в секунду, а интерфейс 10G Ethernet имеет скорость пересылки пакетов 14,88 млн пакетов в секунду.
Переключение полосы пропускания и пропускная способность пересылки:
Знание этих параметров определенно облегчит ваш выбор; однако не менее важно выбрать качественные переключатели для вашего приложения. VERSITRON является ведущим производителем оптоволоконных сетевых коммутаторов. Модульные коммутаторы Pick-a-port и промышленные коммутаторы PoE являются популярными типами коммутаторов оптоволоконных сетей, предлагаемых компанией. Они доступны с 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 16, 24, 28 и 52 портами.
Производительность пересылки и пропускная способность коммутации — это два общих параметра, которые используются для измерения сетевых устройств. В этом сообщении описывается, как рассчитать два параметра и оценить, соответствуют ли два параметра устройства требованиям.
Эффективность пересылки
Производительность пересылки (скорость пересылки пакетов) коммутатора означает способность коммутатора пересылать пакеты в PPS (пакетов в секунду), то есть количество пакетов, которые коммутатор может пересылать в секунду.
Из-за механизма обнаружения конфликтов Ethernet размер кадра данных ограничен, когда Ethernet передает кадры данных. Минимальный кадр данных составляет 64 байта, плюс байты преамбулы 8 байт и межкадровый промежуток 12 байт, всего 84 байта. То есть минимальный размер кадра данных, передаваемого по сети Ethernet, составляет 84 байта.
В качестве примера возьмем интерфейс Ethernet со скоростью 100 Мбит/с. Каждые восемь бит образуют байт. Таким образом, скорость интерфейса Ethernet 100 Мбит/с = 12,5 Мбайт/с, то есть интерфейс Ethernet может пересылать 12,5 Мбайт = 12500000 байт в секунду. Предполагая, что все кадры данных, передаваемые в худшем случае, имеют наименьший размер 84 байта, кадр данных, пересылаемый портом Ethernet 100 Мбит/с в секунду, составляет 12500000/84=148809pps (кадр/сек) = 148,8kpps=0,1488Mpps.
Таким образом, можно сделать вывод, что скорость пересылки пакетов интерфейса Ethernet 100 Мбит/с составляет 0,1488 млн пакетов в секунду, тогда скорость пересылки пакетов интерфейса Gigabit Ethernet составляет 1,488 млн пакетов в секунду, а скорость пересылки пакетов интерфейса 10G Ethernet составляет 14,88 млн пакетов в секунду.
Например, при наличии 24-портового коммутатора 10/100Base-TX Ethernet скорость пересылки пакетов коммутатора составляет 24*0,1488 млн пакетов в секунду = 3,5712 млн пакетов в секунду, плюс четыре порта GE 4*1,488 млн пакетов в секунду = 5,952 млн пакетов в секунду. Итого получается 3,5712 млн пакетов в секунду + 5,952 млн пакетов в секунду = 9,5232 млн пакетов в секунду. То есть 24-портовый коммутатор 100 Мбит/с +4 Gigabit Ethernet может реализовать переадресацию на линейной скорости только тогда, когда скорость пересылки пакетов всего устройства достигает 9,5232 Мбит/с.
Коммутационная способность
Коммутационная способность (пропускная способность объединительной платы) коммутатора – это максимальный объем данных, который может быть передан между процессором интерфейса коммутатора или интерфейсной картой и шиной данных. Коммутационная способность показывает общую способность коммутатора к обмену данными в бит/с.
Коммутационная способность коммутатора = количество портов * скорость порта * 2 (полный дуплекс).
Например, коммутационная способность 24-портового коммутатора 100M составляет =24*100*2=4,8 Гбит/с.
Емкость коммутатора = производительность переадресации *8* (64+8+12)*2 = производительность переадресации*1344 .
Поэтому вам необходимо оценить производительность коммутатора на основе производительности пересылки и пропускной способности коммутатора, а не только скорости интерфейса и количества интерфейсов.
Коммутатор с 24 портами 100 Мбит/с должен иметь производительность пересылки 3,5712 млн пакетов в секунду и коммутационную способность 4,8 Гбит/с. Если два параметра не могут достичь этого значения, производительность коммутатора не соответствует требованиям.
Коммутационная способность. Коммутационная способность (пропускная способность объединительной платы) коммутатора относится к максимальному объему данных, которые могут быть переданы между процессором интерфейса коммутатора или интерфейсной картой и шиной данных. Коммутационная способность указывает общую способность коммутатора к обмену данными в бит/с.
Также вопрос: какова емкость коммутационной матрицы?
Емкость коммутационной матрицы. Обычно это максимальная скорость, с которой аппаратное обеспечение может передавать информацию между платами/портами.Емкость коммутатора указана в битах в секунду (бит/с) и обычно в два раза больше, чем на самом деле, поскольку поставщики учитывают полнодуплексный режим.
Аналогично, как рассчитывается пропускная способность коммутатора? Скорость пересылки пакетов уровня 3 = номер гигабитного порта × 1,488 млн пакетов в секунду + номер порта 100 млн * 0,1488 млн пакетов в секунду + другие типы номеров портов * соответствующий метод расчета, если скорость может быть ≤ номинальной скорости пересылки трех пакетов, то коммутатор на третьем уровне Время обмена может быть сделано на скорости провода.
Кроме того, что такое скорость переадресации коммутатора?
Таким образом, "скорость пересылки" – это количество пакетов, которые вы можете проверить в секунду, когда они проходят через ваш коммутатор (аналог между пунктами междугородной связи). Его пропускная способность составляет 160 Гбит/с, скорость пересылки — 65,5 млн пакетов в секунду. Это означает, что наименьший размер пакета может составлять ~320 Б (160 Гбит/с / 65,5 Мбит/с) для использования максимально доступной полосы пропускания.
Что такое пропускная способность для переадресации?
Я не эксперт, но кажется, что термин "Пропускная способность при переключении" относится к объему данных, которые могут быть переданы через плоскость коммутации, а "Пропускная способность при пересылке" — к объему данных, переадресованные интерфейсы. Эти цифры, вероятно, основаны на оптимальных условиях.
Как рассчитать коммутационную способность?
Емкость коммутации указывает общую способность коммутатора к обмену данными в бит/с. Коммутационная способность коммутатора = Количество портов * Скорость порта * 2 (полный дуплекс). Например, коммутационная способность 24-портового коммутатора 100M составляет =24*100*2=4,8 Гбит/с.
Полный ответ -->
Что такое пропускная способность коммутатора?
Пропускная способность – это количество пакетов в секунду или мегабайт в секунду, которое может обработать устройство. Таким образом, каждое устройство имеет установленную пропускную способность, которую оно может передать. Чем больше служб вы включаете, тем меньше становится пропускная способность.
Полный ответ -->
Что такое ткань в сети?
Сетевая структура – это отраслевой термин, описывающий топологию сети, в которой компоненты передают данные друг другу через соединительные коммутаторы.
Полный ответ -->
Что такое объединительная плата коммутатора?
Как уже говорилось, объединительная плата – это плата, соединяющая несколько разъемов параллельно друг с другом. Объединительная плата коммутатора обычно относится к коммутационной матрице. Когда мы говорим о емкости объединительной платы коммутатора, это относится к максимальной пропускной способности, когда коммутатор полностью используется.
Полный ответ -->
Может ли уровень 3 переключаться на Do NAT?
С точки зрения программного обеспечения коммутаторы уровня 3 не поддерживают дополнительные услуги, которые обычно предоставляют маршрутизаторы, такие как NAT и NetFlow.
Полный ответ -->
Что такое пропускная способность стекирования?
Формула для расчета пропускной способности стека: пропускная способность стека = количество портов-членов стека в портах стека x пропускная способность одного порта-члена стека. Например, если два коммутатора образуют стек с использованием четырех портов 10GE, пропускная способность стека составит 40 Гбит/с (4x10G).
Полный ответ -->
Что такое скорость передачи пакетов?
Для каждого размера пакета количество потерянных пакетов увеличивается с увеличением скорости передачи пакетов (количество пакетов, генерируемых в секунду) камерой. Количество потерянных пакетов для большего размера пакета больше, чем количество потерянных пакетов для меньшего размера.
Полный ответ -->
Как рассчитывается количество пакетов в секунду?
Скорость переадресации при переключении = количество портов × соответствующая скорость пересылки пакетов портов. Pps — это сокращение от пакетов в секунду. Потому что мы используем 64 байта на пакет в качестве тестового стандарта скорости пересылки пакетов, а 8 байтов предназначены для заголовка кадра. 12 байтов предназначены для интервала кадра.
Полный ответ -->
Что такое скорость объединительной платы?
Пропускная способность объединительной платы — это показатель пропускной способности внутренней архитектуры коммутатора. Этот термин довольно широко используется для обозначения чего-либо внутреннего по отношению к коммутатору, что не относится непосредственно к скорости пересылки пакетов механизма пересылки. Скорость объединительной платы зависит от типа коммутатора. (
Полный ответ -->
Что такое Mpps в сети?
M в Mpps означает Мега (миллион) пакетов в секунду, и это способ оценить возможности обработки определенной платформы.
Полный ответ -->
Какова емкость объединительной платы?
Емкость объединительной платы аналогична скорости шины в компьютере. Он определяет пропускную способность соединения между модулями в больших многомодульных коммутаторах. Скорость объединительной платы — это лишь один из компонентов общей скорости. Это означает, что общая пропускная способность объединительной платы коммутатора будет равна сумме скоростей портов.
Полный ответ -->
Что означает неблокирующий переключатель?
Неблокирующий коммутатор с минимальным охватом — это устройство, которое может соединять N входов с N выходами в любой комбинации. Чаще всего коммутаторы этого типа используются в телефонных станциях.Термин "неблокирующий" означает, что если он исправен, он всегда может установить соединение.
Полный ответ -->
Что такое объединительная плата в сети?
Объединительная плата — это печатная плата с разъемами, которая позволяет вставлять карты или модули Supervisor Engine в эти разъемы и соединять их друг с другом. Объединительная плата установлена на шасси. Объединительная плата — это среда для потока данных между модулями и модулями Supervisor.
Обновление 1 от 29 июля 2021 г. Короткое видео на YouTube, посвященное техническим вопросам компании Miller, удалено из-за ошибочного указания на то, что пропускная способность коммутации ограничена 1 Гбит/с. С тех пор он был удален, и вместо этого он опубликовал это: Правда о UDMPro… Я был неправ. Он использовал мое тестовое видео, не дав понять, что оно было моим, но в остальном я рад, что оно было исправлено.
Я видел здесь слишком много видео и сообщений, жалующихся на встроенный переключатель UDMPro, которые имеют полное фундаментальное непонимание того, что происходит. Поэтому я хотел поделиться со всеми результатами своих тестов, чтобы окончательно развеять слухи о том, ограничен ли встроенный коммутатор UDMPro коммутацией 1 Гбит/с. ЭТО НЕ ПРАВДА!
Если говорить привычным аппаратным языком, коммутатор на UDMPro функционально идентичен US-8, подключенному через 1 Гбит/с к USG.
UDMPro может переключаться с линейной скоростью в той же локальной сети. См. мысленный эксперимент позже для объяснения, почему. Кроме того, я включил результаты тестов, чтобы доказать, что это сделано с помощью iperf3.
Вот отличная блок-схема, показывающая, что происходит на аппаратном уровне: блок-схема UDMPro.
Давайте проведем мысленный эксперимент, чтобы объяснить, как работает коммутатор. Представьте себе внешний выделенный 9-портовый гигабитный коммутатор, 8 портов которого могут переключаться, а 1 порт подключен к маршрутизатору. 8 портов переключаются с линейной скоростью для одних и тех же соединений LAN/VLAN, а 9-й порт используется для восходящего трафика WAN/Inter-VLAN/межсетевого экрана. Это то же самое, за исключением того, что восходящий канал представляет собой 1-гигабитную линию PCI для ЦП UDMPro.
Хорошо, а теперь приступим к настройке теста:
Компьютер 1 — Windows 10 Dell Precision M4800 с сетевым адаптером 1 Гбит/с. (10.39.3.48 в VLAN 3)
Machine2 — Windows 10 Dell Precision 7740 с сетевым адаптером 1 Гбит/с (10.39.3.69 в сети VLAN 3)
Synology RS815 с двумя сетевыми адаптерами 1 Гбит/с с отдельными интерфейсами (10.39.3.2 и 10.39.3.3) в VLAN 3.
Команды клиента (60 секунд на обоих):
Компьютер 1: iperf.exe -c 10.39.3.3 -t 60
Компьютер2: iperf.exe -c 10.39.3.2 -t 60
Сервер (2 терминала открыты):
SSH-терминал1: iperf3 -s -B 10.39.3.2
SSH-терминал2: iperf3 -s -B 10.39.3.3
Результаты (в среднем за 60 секунд):
Компьютер 1: 924 Мбит/с
Машина 2: 895 Мбит/с
Это означает, что одновременно происходило переключение со скоростью более 1 Гбит/с!
Вот короткое видео, которое поможет визуализировать тест: UDMPro Switch iperf3 test
UDMPro ограничен 1 Гбит/с от коммутатора к ЦП, влияя на маршрутизацию уровня 3 между VLANS и от LAN к WAN, как и любой другой маршрутизатор с гигабитным коммутатором, подключенным через одно гигабитное соединение. Уровень 2 НЕ ЗАТРОНУТ.
Маршрутизация между VLAN ограничена 1 Гбит/с. Это связано с тем, что ЦП является здесь ограничивающим фактором, так как у него недостаточно пропускной способности PCI для поддержки восходящей линии связи со скоростью более 1 Гбит/с от коммутатора к ЦП.
Уровень 2 (та же LAN/VLAN) ограничен 1 Гбит/с, если трафик идет от 8-портового коммутатора к интерфейсам SFP, поскольку он должен проходить через ЦП, как правильно указал u/Elegond1998.
не используйте встроенный коммутатор, если вам нужна маршрутизация между VLAN или уровень 2 между встроенным коммутатором и интерфейсом SFP+.
Поскольку существует клетка SFP+ с более высокой пропускной способностью, используйте эти порты только для служб с низкой пропускной способностью или камер, например, с UDMP-SE. Вы никогда не перегрузите гигабиты даже с 8 G4 Pro, так что все будет в порядке. Пока устройства находятся в одной локальной сети/VLAN.
Используйте клетку SFP+ 10 Гбит/с с совместимым коммутатором 10 Гбит/с, чтобы увеличить пропускную способность.
Если вы используете встроенный 8-портовый коммутатор, это ТОЧНО то же самое, что и восходящее соединение коммутатора gen1 с USG или USG Pro. Так что не беспокойтесь о том, использовать его или нет. Скорее всего, это не повлияет на вас, если только вы не используете сервисы с высокой пропускной способностью (в любом случае вам следует использовать интерфейс 10 Гбит/с).
u/briellie: можем ли мы закрепить это или, может быть, в разделе часто задаваемых вопросов, если это наберет обороты здесь, чтобы все поняли, что коммутатор по-прежнему будет переключаться с полной скоростью линии?
Если у кого-то есть какие-либо предложения о том, как сделать это более понятным, или вы хотите увидеть полные результаты теста, дайте мне знать!
Edit1: орфографические ошибки.
Edit2: пунктуация и форматирование. Извините, на мобильном!
Edit3: уточнение в сообщении для мода.
Edit4: уточнение и форматирование.
Edit5: добавлены ограничения и рекомендации на основе комментария u/Elegond1998 и обновлены после того, как u/micrech указал на ошибку.
Читайте также: