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bit、Byte、bps、Bps、pps、Gbps单位详细解释

2017-11-10 16:38 344 查看
bit
bit中文名称是位,音译“比特”,bit 来自binary digit (二进制数字),是用以描述电脑数据量的最小单位,二进制数系统中,每个0或1就是一个位(bit)。

Byte
Byte"字节"是文件系统的单位,通常用多少字节来表示存储器的存储容量,具体来说字节是指一小组相邻的二进制数码,8个bit位组成一个字节。
它作为构成信息的一个小单位,整体来参加操作。
1 Byte = 8 bits
1KB=1024Byte= 2^10
Bytes 1 MB = 1024 KB= 2^20
Bytes 1 GB = 1024 MB= 2^30
Bytes 需要留意的几点有:
1、在家上网开通电信或其他isp提供的比如2M带宽,这里可不是2MB,而是2Mb,呵呵
2、英文字母A~Z,a~z和数字0~9包括一些符号等只用一个ASCII码表示就行了,故只占一个字节,但是我们的汉字占两个字节
3、字和字节也不一样,计算机中一串数码作为一个整体来处理或运算,称为一个计算机字,简称字,字通常分为若干个字节,每个 计算机字 所包含的位数长度称为字长,比如常常听到的32位和64位。

bps
“bits per second”常用于表示数据机及网络通讯的传输速率。
例如 GigabitEthernet 端口:
5 minute input rate 38410000 bits/sec, 6344 packets/sec
382410000 bits/sec = 382.41Mbps 所以常说的快速以太网能达到百兆传输,其实实际传输文件大小只有10MB = 100Mb
注意:在计算传输速率时,直接用1000来换算(1 Mb = 1000 Kb = 1000,000 bit)。

Bps
“Byte per second”电脑一般都以Bps显示速度,但有时会跟传输速率混淆,例如ADSL宣称的带宽为1Mbps ,但在实际应用中,下载速度没有1MB ,只有1Mbps/8 = 128kBps 也就是说与传输速度有关的b一般指的是bit[小写],与容量有关的B一般指的是Byte[大写]。

pps
”Packets per Second“ -包转发率即即每秒发送x个分组数据包。
包转发率标志了交换机转发数据包能力的大小,单位一般位pps(包每秒),一般交换机的包转发率在几十Kpps到几百Mpps不等。
包转发速率是指交换机每秒可以转发多少百万个数据包(Mpps),即交换机能同时转发的数据包的数量。
包转发率以数据包为单位体现了交换机的交换能力。

背板带宽
交换机的背板带宽,是交换机接口处理器或接口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量。
背板带宽标志了交换机总的数据交换能力,单位为Gbps,也叫交换带宽,一般的交换机的背板带宽从几Gbps到上百Gbps不等。
背板带宽是模块化交换机上的概念,固定端口交换机不存在这个概念,固定端口交换机的背板容量和交换容量大小是相等的。
交换机背板速率单位一般为Mbps,指的是二层,对于三层以上交换才采用Mpps。
一台交换机的背板带宽越高,所能处理数据的能力就越强,但同时设计成本也会越高。
从以下两个方面可以判断一台交换机背板带宽的可用性:
1、(所有端口容量×端口数量×2)小于等于背板带宽,可实现全双工无阻塞交换,证明交换机具有发挥最大数据交换性能的条件。
2、满配置吞吐量(Mpps) = 满配置GE端口数×1.488Mpps,其中1个千兆端口在包长为64字节时的理论吞吐量为1.488Mpps。

交换容量
交换容量,指内核CPU与总线的传输容量,一般比背板带宽小
低端交换采用存储转发模式,交换容量=缓存位宽*缓存总线频率=96*133=12.8Gbps
高端交换机,交换容量=2*(n*100Mbps+m*1000Mbps)(n:表示交换机有n个100M端口,m:表示交换机有m个1000M端口)

线速转发&全线速
线速转发,即线性无阻塞传输,一般是指用64字节的小包,能够做到网卡接口流量的转发不出现丢包,需要满足以下两个条件:
1、交换机背板带宽>=交换容量,可实现全双工无阻塞交换,证明交换机具有发挥最大数据交换性能的条件。
2、交换机最大吞吐量>=端口数量*端口包转发率
如:一台64个千兆端口的交换机,其最大吞吐量应达到64*1.488Mpps=95.2Mpps,才能保证所有端口线速工作时,提供无阻塞的包交换。
线速的背板带宽:考察交换机上所有端口能提供的总带宽,计算公式为端口数*相应端口速率*2(全双工模式)如果总带宽≤标称背板带宽,那么在背板带宽上是线速的。
第二层包转发线速=千兆端口数量×1.488Mpps+百兆端口数量*0.1488Mpps+其余类型端口数*相应计算方法,如果这个速率能≤标称二层包转发速率,那么交换机在做第二层交换的时候可以做到线速。
第三层包转发线速=千兆端口数量×1.488Mpps+百兆端口数量*0.1488Mpps+其余类型端口数*相应计算方法,如果这个速率能≤标称三层包转发速率,那么交换机在做第三层交换的时候可以做到线速。

GE端口理论吞吐量-1.488Mpps
以太网传输最小包长是64字节。
包转发线速的衡量标准是以单位时间内发送64byte的数据包(最小包)的个数作为计算基准的。
对于千兆以太网来说,吞吐量计算方法如下: 1000Mbps/((64B+8B+12B)×8bit)=1.488095pps
当以太网帧为64Byte时,需考虑8Byte的前导符和12Byte的帧间隙的固定开销。 在以太网中,每个帧头都要加上了8个字节的前导符,前导符的作用在于告诉监听设备数据将要到来。
然后,以太网中的每个帧之间都要有帧间隙,即每发完一个帧之后要等待一段时间再发另外一个帧,在以太网标准中规定最小是12个字节,然而帧间隙在实际应用中有可能会比12个字节要大,在这里我用了最小值,每个帧都要有20个字节的固定开销,(另外这20字节的信息是不能通过抓包软件抓下来的) 因此一个全双工线速的千兆以太网端口在转发64Byte包时的包转发率为1.488Mpps。
以下是常用以太网端口的包转发率:
1、万兆以太网:14.88Mpps
2、千兆以太网:1.488Mpps
3、百兆以太网:0.1488Mpps

单工&半双工&全双工
单工:单工(Simplex Communication)模式的数据传输是单向的,通信双方中,一方固定为发送端A,一方则固定为接收端B,信息只能沿一个方向传输(A→B),使用一根传输线。
半双工:半双工(Half Duplex)数据传输指数据可以在一个信号载体的两个方向上传输,但是不能同时传输(A→B或B→A)。
全双工:全双工(Full Duplex)通信允许数据在两个方向上同时传输,它在能力上相当于两个单工通信方式的结合,全双工指可以同时(瞬时)进行信号的双向传输(A→B且B→A),指A→B的同时B→A,是瞬时同步的。
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