最大数据传输速率计算公式,最大信息传输速率公式

这时，可以使用交换机的广播风暴控制（ storm-control ）功能来避免这个现象。广播风暴控制功能的原理是在端口监控数据帧，如果数据帧的数量超过了预定的上限值，就会把超过上限值的部分丢弃。数据帧上限值使用 pps 为单位，能够分别对单播、多播、广播进行定义和配置。

如果没有回环状态，广播帧只会转发到广播域内的所有终端。相反，如果网络存在回环，广播帧会永远在回环内循环转发，导致数据帧数量越来越多，最终整个网络的带宽被广播帧消耗殆尽。

路由器性能是用单位时间内的转发能力来表示，也可以使用吞吐率（ throughput ）表示。单位 bit/s（比特每秒）来表示吞吐率，也会使用 pps（报文每秒）来表示吞吐率。

pps 性能相同的路由器，转发的报文越大，路由器的 bit/s 值就越高。比如，处理能力是 100 pps 的路由器，处理 64 字节（ 512 bit）报文时，速率是 51.2 kbit/s ，但在处理 1500 字节（ 12000 bit）的报文时，速率达到 1.2 Mbit/s 。

防火墙使用会话表管理会话，以会话为单位进行流量的控制。会话表记录的表项数目，表明了防火墙能处理的同时在线会话数量。

小型的桌面防火墙一般能够支持几万个会话，电信运营商使用的防火墙能够同时管理数百万个会话。

通过安全策略的 UDP 报文或 TCP 报文到达防火墙时，防火墙会生成对应的会话信息。如果在一定时间内，这个会话没有流量的话，就把会话删除，这个时间段叫做会话生存时间。

会话信息被删除后，这个会话相关的报文到达防火墙时，防火墙需要重新生成会话信息。如果是 UDP 报文，只需要再次生成会话信息即可，但如果是 TCP 报文，除了 SYN 报文外，其余报文都会丢弃。如果 SYN 之外的报文遭到防火墙拒绝，就需要客户端的应用程序重新发起流程，跟服务器进行 3 次握手，重新建立 TCP 连接。

会话生存时间，可以根据不同的协议设置不同的值。一般 TCP 的会话生存时间是 1 小时，UDP 和其它 IP 协议的会话生存时间是 30 秒。

如果生存时间过长，或者没有生存时间，TCP 没有收到 FIN 或 RST ，连接会一致保持开放，而 UDP 会话不会结束，会话信息一直保留。

由于会话信息表中的会话表项的数量有限，如果长时间不清除，会让表项数量到达上限值。当会话表项数量达到上限值后，不能新建会话，造成无法通信的后果。

路由器性能一般使用 bit/s 和 pps 这两个单位描述。防火墙的话，还要增加每秒能建立的会话数（ new session per second ）这个参数指标。这个指标表示在 1 秒内能够完成多少次会话建立。1 个完整的会话建立过程包括：监控 TCP 连接的 3 次握手，握手正常就生成会话信息，将会话信息记录到会话表等操作。如果数值不满足网络需求，就会造成网络中新会话信息无法建立。用户使用过程中，就会觉得这个网络的响应速度非常慢。

防火墙或安全设备都会支持站到站 IPsec-VPN 、远程接入 IPsec-VPN 或 SSL-VPN 功能。有些产品还支持用户通信的 SSL（ HTTPS ）解密功能。

执行加密或解密的操作，和使用明文通信对比，系统的负载会增加，导致性能下降。虽然使用 ASIC 芯片完成加密，不会带来性能下降问题，但几乎所有的设备都是采用 CPU 的软件处理方式。因此，当通信流量增大时，性能还是会大幅的下降。

实际环境中，CSMA/CA 和无线电波的干扰、距离的远近导致无线电波的强弱不同等原因，AP 是达不到理论支持的最大吞吐率。

IEEE 802.11 的无线 AP 使用 CSMA/CA 通信。

CSMA 中 CS 用来执行载波侦听，当遇到其它终端正在发送数据帧时，这个终端停止发送并等待，直到其它终端发送完毕。MA 是指多址接入，即多个终端共享 1 个传输媒介。CA 是冲突避免，遇到其它设备正在发送数据，那么就等待设备发送完成后，再等待一段随机时间，才继续发送数据。通过这个机制可以错开多个节点同时发送数据帧，有效降低冲突发生的可能性。

由于有线网络能够通过电气噪音及时检测冲突的发生，而无线网络无法迅速有效的检测冲突，只能采用 CSMA/CA 的机制来避免冲突的发生。

收到数据帧后的 AP 需要返回 ACK 数据帧，当发送方接收到 ACK 数据帧后，表示整个通信过程结束。但无线信号不好时，接收方没有收到数据帧，就不会发送 ACK 数据帧，这时发送方会重发数据帧。另一方面，当接收方顺利收到数据帧，并返回 ACK 数据帧，但是发送方却没有收到 ACK 数据帧时，接收方也会再次发送 ACK 数据帧。终端和 AP 之间的距离和无线信号的状态会影响数据重发的概率。

在实际环境中，重发数据的概率大概在 20% 左右。

通过使用频谱分析仪进行的现场勘查工作，能够确认无线网络区域的无线信号干涉情况，反射波段、外部无线电波带来的影响以及噪音带来的影响，能够部署和配置最佳 AP 。

一般现场勘查，可以按照下面的步骤来完成。

1、准备办公场所的平面图。

2、测试从相邻 AP 发出的无线电波，了解当前位置无线电波的情况。

3、通过模拟来确定 AP 的数量、无线电波强波和使用的频道，并标记到办公场所的平面图上。

4、根据模拟结果，对配置的 AP 进行临时配置并进行验证。

5、完成配置后，对 AP 是否能够覆盖所有区域进行最终确认。

交换机的下行端口用来连接终端，大部分接入交换机都是 1G 的下行端口。目前个人电脑都有 1G 的网络接口，但如果交换机是 100M 接口，那么自适应功能就会让链路速度变成 100Mbit/s ，这时下行链路就可能成为网络瓶颈。

大部分交换机都采用 2 个或 4 个万兆上行端口。两个上行端口，可以同时连接两台汇聚交换机或核心交换机组成冗余组网结构。四个上行端口构成两组通道，以两倍的吞吐率和上层交换机组成冗余网络结构。

下行端口数量，根据客户端或打印机等终端数量决定的。

大规模的网络中，需要接入交换机、汇聚交换机、核心交换机这种分层组网结构。

汇聚交换机的下行链路一般使用 10G 网络接口和接入交换机的上行链路进行连接。在三层组网结构中，汇聚交换机的上行链路要和核心交换机的下行链路连接，而在二层组网中，接入交换机的上行链路要和核心交换机的下行链路连接，也有使用 40Gbit/s 和 100Gbit/s 网络接口连接的。

如果接入互联网，往往是路由器和防火墙容易成为网络瓶颈。如果局域网的通信多，交换机就可能成为最大的网络瓶颈。如果预算有限，可以选择吞吐量满足最低需求的交换机。

汇聚交换机和核心交换机的端口数量，要根据接入交换机和终端数量来设计。框式交换机能够通过增加线卡模块来满足端口增加的需求。

通过 PoE 供电技术对无线 AP 、IP 电话、摄像头等设备进行供电时，需要对能够供给的电源容量进行总体的设计和规划。比如：PoE 交换机能够提供 420W 的电能，可以同时支持 24 个端口使用 802.3af（ 15.4W/接口 ）供电，或同时支持 12 个端口使用 802.3at（ 30W/接口 ）供电，或同时支持 6 个端口使用 802.3bt（ 60W/接口 ）供电。

路由器的接口数量是依据连接的网段数量来选择。在以太网中，使用的物理接口数量只要满足最低限度就可以了，可以通过添加二层交换机来增加接口数量，也可以使用 VLAN 的子接口来缓解接口不足的问题。

在互联网网关配置防火墙时，至少要准备两个端口，即连接互联网的上行端口和连接内网的下行端口，最常用也是最传统的防火墙组网方式。

现在为了保障内网的安全，会把防火墙部署在内网，同时配置 RJ-45 、SFP/SFP 等接口，提供 8 ~ 24 个网络端口。

互操作性表示网络中不同类型的网络设备互相连接后，也能正常通信的情况。由于网络设备通常实现了相同的 RFC 或 IEEE 等标准或协议，因此不同厂商设备之间，可以说具有互联性。但另一方面，厂家独自实现了一些未标准化的功能，这类功能是无法在所有设备上运行的。

当需要引入多个不同厂商生产的网络设备进行组网时，就要考虑设备的互操作性，并作为选择设备的一项重要依据。像访问控制列表或病毒扫描等能够在网络设备内部处理，无需和网络上其它设备连接的功能，就不用考虑互操作性。