高清網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，經(jīng)常有朋友反饋畫面延時、卡頓等現(xiàn)象，造成這種現(xiàn)象的原因有很多，但大多數(shù)情況下還是交換機的配置不夠合理，導致帶寬不足造成的。


　　
　　一，根據(jù)攝像機的碼流和數(shù)量選擇交換機
　　
　　選擇交換機前，首先要弄清楚每路圖像占用多少帶寬。
　　
　　以早期的IPC舉例：
　　
　　720P網(wǎng)絡攝像機，主碼流為2~3M，子碼流為0.8~1M，共約4M。
　　
　　1080P網(wǎng)絡攝像機，主碼流為4~6M，子碼流為0.8~1M，共約7M。
　　
　　其次，要弄清楚交換機的帶寬容量。常用交換機有百兆交換機、千兆交換機。它們的實際帶寬一般只有理論值的60~70%，所以它們端口的可利用帶寬大致是60Mbps或600Mbps。
　　
　　從網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)上來講，一個局域網(wǎng)通常是兩到三層結(jié)構(gòu)。接攝像機那端為接入層，一般用百兆交換機就夠了，除非你在一個交換機上接了很多個攝像機。
　　
　　匯集層、核心層則要按該交換機匯聚了多少路圖像來計算，計算方法如下：如果接720P的網(wǎng)絡攝像機，一般15路圖像以內(nèi)，用百兆交換機；超過15路則用千兆交換機；如果接1080P的網(wǎng)絡攝像機，一般8路圖像以內(nèi)，用百兆交換機，超過8路則用千兆交換機。
　　
　　二，網(wǎng)絡監(jiān)控中交換機的選擇要求
　　
　　隨著高清攝像機的使用越來越多，如何選擇合適的、滿足監(jiān)控整體網(wǎng)絡架構(gòu)性能的交換機也成了在高清監(jiān)控系統(tǒng)前期方案制定、項目報價中有著很重要的作用。一個合適的交換機，不僅能夠發(fā)揮監(jiān)控網(wǎng)絡應有的功能并能夠有效減少資源的浪費。
　　
　　監(jiān)控網(wǎng)絡有三層架構(gòu)方式：核心層，匯聚層，接入層。
　　
　　以選用720P的攝像機、采用PoE供電為例，分別選擇對應交換機，前端每20路720P接入1個接入層交換機。
　　
　　1，接入層交換機的選擇
　　
　　條件1：攝像機瑪流：4Mbps，20個攝像機就是20*4=80Mbps。
　　
　　也就是說，接入層交換機上傳端口必須滿足80Mbps/s的傳輸速率要求，考慮到交換機實際傳輸速率(通常為標稱值的50%，100M的也就50M左右，)，所以接入層交換機應選用具有1000M上傳的交換機。
　　
　　條件2：交換機的背板帶寬，如選擇24kou交換機，自帶二個1000M口，總共26口，則接入層的交換機背板帶寬要求為：(24*100M*2+1000*2*2)/1000=8.8Gbps的背板帶寬。
　　
　　條件3：包轉(zhuǎn)發(fā)率：一個1000M口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為1.488Mpps/s，則接入層的交換機交換速率為：(24*100M/1000M+2)*1.488=6.55Mpps。
　　
　　通常我們將滿足條件2和3的交換機稱之為線速交換機，如豐潤達PS1024或PS3024就滿足線速交換能力，而且也是該案例中比較合適的接入PoE交換機。
　　
　　根據(jù)以上條件得出：當有20路720P攝像機接入一個交換機時，此交換機至少必須具有1個1000M上傳口、20個以上的100M接入端口才能滿足需求。
　　
　　2，匯聚層交換機的選擇
　　
　　還是以上面的例子來說，假如總共有5個豐潤達PS1024接入，那么匯聚層的流量為：80Mbps*5=400Mbps，那么匯聚層的上傳端口必須是1000M以上的。
　　
　　如果5個IPC接入一個交換機，一般情況下需使用一個8kou交換機，那么這個8kou交換機是否滿足要求？可以看如下三個方面：
　　
　　背板帶寬：端口數(shù)*端口速度*2=背板帶寬，即8*100*2=1.6Gbps。
　　
　　包交換率：端口數(shù)*端口速度/1000*1.488Mpps=包交換率，即8*100/1000*1.488=1.20Mpps。有些交換機的包交換率有時計算出不能達到此要求，那么就是非線速交換機，當進行大容量數(shù)量吞吐時，易造成延時。
　　
　　級聯(lián)口帶寬：IPC的碼流*數(shù)量=上傳口的zui小帶寬，即4.*5=20Mbps。通常情況下，當IPC帶寬超過45Mbps時，建議使用1000M級聯(lián)口。
　　
　　三，網(wǎng)絡監(jiān)控中交換機如何選擇？
　　
　　舉例：有個園區(qū)網(wǎng)，500多個高清攝像機，碼流3~4兆，網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)分接入層‐匯聚層‐核心層。存儲在匯聚層，每個匯聚層對應170個攝像機。
　　
　　面臨的問題：如何選擇產(chǎn)品，百兆與千兆的差別，影響圖像在網(wǎng)絡中傳輸?shù)脑蛴心男?，哪些因素是與交換機相關(guān)的……
　　
　　1，背板帶寬
　　
　　所有端口容量x端口數(shù)量之和的2倍應該小于標稱背板帶寬，可實現(xiàn)全雙工無阻塞的線速交換，證明交換機具有發(fā)揮zui大數(shù)據(jù)交換性能的條件。
　　
　　例如：一臺zui多可以提供48個千兆的交換機，其滿配置容量應達到48×1G×2=96Gbps，才能夠確保在所有端口均在全雙工時，提供無阻塞的線速包交換。
　　
　　2，包轉(zhuǎn)發(fā)率
　　
　　滿配置包轉(zhuǎn)發(fā)率(Mbps)=滿配置GE端口數(shù)×1.488Mpps+滿配置百兆端口數(shù)×0.1488Mpps，其中1個千兆端口在包長為64字節(jié)時的理論吞吐量為1.488Mpps。
　　
　　例如：如果一臺交換機zui多能夠提供24個千兆端口，而宣稱的包轉(zhuǎn)發(fā)率不到35.71Mpps(24x1.488Mpps=35.71)，那么就有理由認為該交換機采用的是有阻塞的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
　　
　　一般是背板帶寬和包轉(zhuǎn)發(fā)率都滿足的交換機才是合適的交換機。
　　
　　背板相對大、吞吐量相對小的交換機，除了保留了升級擴展的能力外，就是軟件效率/芯片電路設(shè)計有問題；背板相對小、吞吐量相對大的交換機，整體性能比較高。
　　
　　攝像機碼流影響清晰度，通常是視頻傳輸?shù)拇a流設(shè)定（包含了編碼發(fā)送及接收設(shè)備的編解碼能力等），這是前端攝象機的性能，與網(wǎng)絡無關(guān)。
　　
　　通常用戶認為清晰度不高，認為是網(wǎng)絡原因造成的想法實際是個誤區(qū)。
　　
　　高清網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，經(jīng)常有朋友反饋畫面延時、卡頓等現(xiàn)象，造成這種現(xiàn)象的原因有很多，但大多數(shù)情況下還是交換機的配置不夠合理，導致帶寬不足造成的。
　　
　　根據(jù)上面的案例，計算：
　　
　　碼流：4Mbps
　　
　　接入：24*4=96Mbps<1000Mbps<4435.2Mbps
　　
　　匯聚：170*4=680Mbps<1000Mbps<4435.2Mbps
　　
　　3，接入交換機
　　
　　主要考慮到接入到匯聚之間的鏈路帶寬，即交換機的上聯(lián)鏈路容量需要大于同時容納的攝象機數(shù)*碼率。這樣視頻實時錄像就沒有問題，但如果有用戶在實時看到錄像，就還需要考慮到這個帶寬，每個用戶查看一個視頻占用的帶寬就是4M，如果一個接入交換機的每個攝象機都有一個人在看，就需要攝象機數(shù)*碼率*（1+N）的帶寬，即24*4*（1+1）=128M。
　　
　　4，匯聚交換機
　　
　　匯聚層需要同時處理170只攝象機的3‐4M碼流（170*4M=680M），也就意味著匯聚層交換機需要支持同時轉(zhuǎn)發(fā)680M以上的交換容量。一般存儲都接在匯聚上，所以視頻錄像是線速轉(zhuǎn)發(fā)。
　　
　　但要考慮到實時查看監(jiān)控的帶寬，每個連接占用4M，一條1000M的鏈路可以支持250個攝像頭被調(diào)試調(diào)用。每臺接入交換機接24個攝像頭。250/24，相當于網(wǎng)絡可以承受每個攝像頭同時有10位用戶在實時查看的壓力。
　　
　　5，核心交換機
　　
　　核心交換機，需要考慮交換容量以及到匯聚的鏈路帶寬，因為存儲是放置在匯聚層的，所以核心交換機沒有視頻錄像的壓力，即只要考慮同時多少人看多少路視頻即可。假設(shè)該案例內(nèi)，同時有10人監(jiān)看，每人看16路視頻，即交換容量需要大于10*16*4=640M。
　　
　　6，交換機選擇重點
　　
　　局域網(wǎng)內(nèi)的視頻監(jiān)控進行交換機選擇時，接入層和匯聚層交換機的選擇通常只需要考慮交換容量的因素就夠了，因為用戶通常都是通過核心交換機連接并獲取視頻的。
　　
　　另外，由于主要壓力是在匯聚層交換機，因為既要承擔監(jiān)控存儲的流量，還要承擔實時查看調(diào)用監(jiān)控的壓力，所以選擇適用的匯聚交換機顯得非常重要。
　　
　　對于接入交換機來說，下聯(lián)口接攝像頭的端口百兆/千兆沒有本質(zhì)的區(qū)別，但是上聯(lián)必須是千兆。
　　
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