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网络技术术语

时间:2008-3-25    来源:联特微 
1、什么是网关
顾名思义,网关(Gateway)就是一个网络连接到另一个网络的“关口”。
按照不同的分类标准,网关也有很多种。TCP/IP 协议里的网关是最常用的,在这里我
们所讲的“网关”均指 TCP/IP 协议下的网关。
那么网关到底是什么呢?网关实质上是一个网络通向其他网络的 IP 地址。比如有网络A和网络B,网络A     的IP地址范围为“192.168.1.1~192.168.1.254”,子网掩码为255.255.255.0 ;网络B的IP地址范围为“192.168.2.1~192.168.2.254” , 子网掩码为255.255.255.0。在没有路由器的情况下,两个网络之间是不能进行 TCP/IP 通信的,即使是两个网络连接在同一台交换机(或集线器)上,TCP/IP 协议也会根据子网掩码(255.255.255.0)判定两个网络中的主机处在不同的网络里。而要实现这两个网络之间的通信,则必须通过网关。如果网络 A 中的主机发现数据包的目的主机不在本地网络中,就把数据包转发给它自己的网关,再由网关转发给网络 B 的网关,网络 B 的网关再转发给网络 B 的某个主机(如附图所示)。网络 B 向网络 A 转发数据包的过程也是如此。
所以说,只有设置好网关的 IP 地址,TCP/IP 协议才能实现不同网络之间的相互通信。
那么这个 IP 地址是哪台机器的 IP 地址呢?网关的 IP 地址是具有路由功能的设备的 IP 地址,具有路由功能的设备有路由器、启用了路由协议的服务器(实质上相当于一台路由器)、代理服务器(也相当于一台路由器)。
 
2、什么是默认网关
如果搞清了什么是网关,默认网关也就好理解了。就好像一个房间可以有多扇门一样,一台主机可以有多个网关。默认网关的意思是一台主机如果找不到可用的网关,就把数据包发给默认指定的网关,由这个网关来处理数据包。现在主机使用的网关,一般指的是默认网关。
 
3 、什么是交换机背板带宽
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。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。
 
4、什么是包转发率
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。
常见 Throughput 测试方法有两种,一是 Smartbits 测试,一是 Chariot 测试。Smartbits
测试是使用全球最权威的网络设备测试仪Smartbits2000       或    6000,配以专业的测试软件
SmartApplication,用连续不断的 UDP 包,来测出对不同大小的数据包,路由器每秒能处理的包数量。路由器在处理数据包时,主要的时间花在处理包头、包尾上,对不同大小的数据包,路由器每秒能处理的包数量差别不会太大。这就像邮局处理包裹,主要的时间是花在处理寄件人、收件人和物品信息以及检查上,包裹重一点轻一点对处理速度影响不会太大。如128Byte 包每秒能处理 10000 个,并不能做到 64 Byte 包每秒处理 20000 个,而是只比 10000个略多一点点,比如 10100 个。例如:有些说法认为路由器在处理最大的 1518Byte 包时每秒8000个(理论上处理      1518Byte 包达到    100M      线速的极限值是每秒8127个),折算出Throughput 是 100M*8000/8127=98.44M,于是称该路由器 Throughput 高达 98.44M;而实际上这个路由器在处理最小的 64Byte 包时每秒是 11000 个(理论上的极限值是每秒 148810个 ),折算只有100M*11000/148810=7.39M ,两者相差13倍多!同样, 说路由器的“Throughput 高达 97M”,也很可能是 1518Byte 包达到 97M,而处理 64Byte 的包却很可能只有 7.39M!更为重要的是,小包转发的处理能力才能真正体现路由器的 Throughput 能力!
目前市场上大多数的主流路由器处理 512、1024 和 1518Byte 这样的大包,Throughput 大都能近似线速(当然,也有一些杂牌路由器大包转发能力都不行),而测试 256、128 和 64Byte等小包的时候,性能差异立即体现。而大多数路由器的实际应用里小包转发能力十分关键,比如网吧里经常玩游戏,每操作一个游戏指令,每扣动一个扳机,转发的全部是小包,如果路由器处理小包的能力不够强,就很难应付游戏的大量小包转发需求,游戏玩起来就很不顺畅。所以 NAT 开启 64 Byte 小包的 LAN-to-WAN   的 Throughput 才真正具有评价意义。
另外,以目前宽带路由器普遍所采用的硬件来看,基本上都不足以达到    64Byte    小包Throughput线速,因此有些产品宣称可以达到线速,可能是采用了所谓的    NAT 硬件加速技术,Throughput 是很好看,但代价是所有数据都不通过 CPU,无法做数据过滤,防火墙不起作用,路由器没有任何管理功能。这就像邮局根本不检查邮包里是什么东西,有没有易燃易爆物品,地址是不是火星,收件人是不是本•\u25289X登,照单全发。 
 
5、如何考察交换机背板带宽适合在网络应用
我们如何去考察一个交换机的背板带宽是否够用呢?显然,通过估算的方法是没有用的,我认为应该从两个方面来考虑:
1)背板带宽:所有端口容量 X   端口数量之和的 2 倍应该小于背板带宽,只有这个时候才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。例如:一台 CISCO 2950T-24 最多可以提供 2 个千兆端口和 24 个百兆口的交换机,背板带宽标称是 8.8G,实际是:(1G×2+24×0.1G)× 2 =8.8G,也就是说标称的背板带宽符合无阻塞全双工交换。
2)满配置吞吐量(Mpps):满配置GE端口数×1.488Mpps+满配置FE端口数×0.1488Mpps
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,对于百兆端口的理论吞吐量为 0.1488Mpps,例如,一台 CISCO 2950T-24 是最多可以提供 2 个千兆端口和 24个百兆口的交换机,标称吞吐量为 6.6Mpps,其满配置吞吐量理论应达到 2×1.488Mpps +24 × 0.14881Mpps = 2.976Mpps + 3.5712Mpps = 6.5472Mpps,只有大于或等于这个值才能够确保在所有端口均线速工作时,提供无阻塞的包交换。从标称情况和理论情况上看已经达到并超过了理论吞吐量 6.547Mpps,那么用户有理由认为该交换机采用的是无阻塞交换结构设计。
背板相对大,吞吐量相对小的交换机,除了保留了升级扩展的能力外就是数据转发专用芯片电路设计有问题;背板相对小。吞吐量相对大的交换机,整体性能比较高。不过背板带宽是可以相信厂家的宣传的,可吞吐量是无法相信厂家的宣传的,因为后者是个设计值,测试很困难的并且意义不是很大。如果交换机提供的性能不能满足在这个网络上的应用就会出现数据传输延迟,对于实时传输的音视频流就会出现跳帧、破音等状况。