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網絡中bit、Byte、bps、Bps、pps、Gbps的詳細說明及換算方法

2024-05-08 16:15:52
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來源:轉載
供稿:網友

bit
電腦記憶體中最小的單位,在二進位電腦系統中,每一bit 可以代表0 或 1 的數位訊號。

Byte
字節單位,一般表示存儲介質大小的單位,一個B(常用大寫的B來表示Byte)可代表一個字元(A~Z)、數字(0~9)、或符號(,.?!%&+-*/),但中文字需要2個Byte。
1 Byte = 8    bits
1 KB   = 1024 Bytes
1 MB   = 1024 KB
1 GB   = 1024 MB
注意:在計算存儲介質大小時,需要用2的n次方來換算(1KB = 2^10 Bytes)。

bps
“bits per second”常用于表示數據機及網絡通訊的傳輸速率。例如GigabitEthernet端口:
5 minute input rate 38410000 bits/sec, 6344 packets/sec
382410000 bits/sec = 382.41Mbps
所以常說的快速以太網能達到百兆傳輸,其實實際傳輸文件大小只有10MB = 100Mb
注意:在計算傳輸速率時,直接用1000來換算(1 Mb = 1000 Kb = 1000,000 bit)。

Bps
“Byte per second”電腦一般都以Bps顯示速度,但有時會跟傳輸速率混淆,例如ADSL宣稱的帶寬為1Mbps ,但在實際應用中,下載速度沒有1MB ,只有1Mbps/8 = 128kBps
也就是說與傳輸速度有關的b一般指的是bit。
與容量有關的B一般指的是Byte。

pps - 包轉發率
包轉發率標志了交換機轉發數據包能力的大小。單位一般位pps(包每秒),一般交換機的包轉發率在幾十Kpps到幾百Mpps不等。包轉發速率是指交換機每秒可以轉發多少百萬個數據包(Mpps),即交換機能同時轉發的數據包的數量。
包轉發率以數據包為單位體現了交換機的交換能力。

Gbps - 背板帶寬
交換機的背板帶寬,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,一般的交換機的背板帶寬從幾Gbps到上百Gbps不等。一臺交換機的背板帶寬越高,所能處理數據的能力就越強,但同時設計成本也會越高。

從以下兩個方面可以判斷一臺交換機背板帶寬的可用性:
1、(所有端口容量×端口數量×2)小于等于背板帶寬,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GE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。

GE端口理論吞吐量-1.488Mpps
以太網傳輸最小包長是64字節。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:

1000Mbps/((64B+8B+12B)×8bit)=1.488095pps

說明:當以太網幀為64Byte時,需考慮8Byte的前導符和12Byte的幀間隙的固定開銷。
在以太網中,每個幀頭都要加上了8個字節的前導符,前導符的作用在于告訴監聽設備數據將要到來。然后,以太網中的每個幀之間都要有幀間隙,即每發完一個幀之后要等待一段時間再發另外一個幀,在以太網標準中規定最小是12個字節,然而幀間隙在實際應用中有可能會比12個字節要大,在這里我用了最小值。每個幀都要有20個字節的固定開銷。(另外這20字節的信息是不能通過抓包軟件抓下來的)
因此一個全雙工線速的千兆以太網端口在轉發64Byte包時的包轉發率為1.488Mpps。

以下是常用以太網端口的包轉發率:

1、萬兆以太網:14.88Mpps
2、千兆以太網:1.488Mpps
3、百兆以太網:0.1488Mpps

包轉發率標志了交換機轉發數據包能力的大小。單位一般位pps(包每秒),一般交換機的包轉發率在幾十Kpps到幾百Mpps不等。包轉發速率是指交換機每秒可以轉發多少百萬個數據包(Mpps),即交換機能同時轉發的數據包的數量。包轉發率以數據包為單位體現了交換機的交換能力。
交換機的背板帶寬,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,一般的交換機的背板帶寬從幾Gbps到上百Gbps不等。一臺交換機的背板帶寬越高,所能處理數據的能力就越強,但同時設計成本也會越高。

所以一般來說二層能力用bps,三層能力用pps,支持第三層交換的設備,廠家會分別提供第二層轉發速率和第三層轉發速率。

另外,講一下PPS是如何計算的
我們知道1個千兆端口的線速包轉發率是1.4881MPPS,
百兆端口的線速包轉發率是0.14881MPPS,這是國際標準,但是如何得來的呢?
具體的數據包在傳輸過程中會在每個包的前面加上64個(前導符)preamble也就是一個64個字節的數據包,
原本只有512個bit,但在傳輸過程中實際上會有512+64+96=672bit,也就是這時一個數據包的長度實際上是
有672bit的千兆端口線速包轉發率=1000Mbps/672=1.488095Mpps,約等于1.4881Mpps,百兆除于10
為0.14881Mpps
那么以后很簡單了,其實直接用設備參數中的pps數值乘以672那么就轉化成我們比較能理解的大眾化的bps概念了。
一般銷售為了方便大家計算和整數化的理解就改672為500。


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