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行(xíng)業新聞

詳解一個(gè)交換機能帶動多(duō)少(shǎo)個(gè)網絡監控攝像頭?
發布時(shí)間(jiān):2021-06-10浏覽次數(shù):649

一、根據攝像機的碼流和(hé)數(shù)量來(lái)選擇


1、攝像機碼流

選擇交換機前,首先要弄清楚每路圖像占用多(duō)少(shǎo)帶寬。


2、攝像機數(shù)量

要弄清楚交換機的帶寬容量。常用交換機有(yǒu)百兆交換機、千兆交換機。它們的實際帶寬一般隻有(yǒu)理(lǐ)論值的 60~70% ,所以它們端口的可(kě)利用帶寬大(dà)緻是 60Mbps 或 600Mbps。


舉例:

根據你(nǐ)使用的網絡攝像機的品牌看單台碼流,再去估算(suàn)一台交換機能接多(duō)少(shǎo)台攝像機。

比如130萬:960p攝像機單台碼流通(tōng)常4M,用百兆交換機,那(nà)麽就可(kě)以接15台(15×4=60M);

用千兆交換機,可(kě)以接150(150×4=600M)


200萬:1080P攝像機單台碼流通(tōng)常8M,用百兆交換機,可(kě)以接7台(7×8=56M);

用千兆交換機,可(kě)以接75台(75×8=600M)

這些(xiē)都是以主流的H.264攝像頭為(wèi)例給大(dà)家(jiā)講解的,H.265減半就可(kě)以了。


從網絡拓撲結構上(shàng)來(lái)講,一個(gè)局域網通(tōng)常是兩到三層結構。接攝像機那(nà)端為(wèi)接入層,一般用百兆交換機就夠了,除非你(nǐ)在一個(gè)交換機上(shàng)接了很(hěn)多(duō)個(gè)攝像機。


彙集層、核心層則要按該交換機彙聚了多(duō)少(shǎo)路圖像來(lái)計(jì)算(suàn)。


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計(jì)算(suàn)方法如下:

如果接 960P 的網絡攝像機,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。


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二、交換機的選擇要求



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監控網絡有(yǒu)三層架構方式:核心層,彙聚層,接入層。


1、接入層交換機的選擇

條件 1: 攝像機碼流:4Mbps,20 個(gè)攝像機就是 20*4=80Mbps。


也就是說,接入層交換機上(shàng)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(tōng)常為(wèi)标稱值的 50%,100M 的也就 50 M 左右,),所以接入層交換機應選用具有(yǒu) 1000M 上(shàng)傳口的交換機。


條件 2: 交換機的背闆帶寬,如選擇 24 口交換機,自帶二個(gè) 1000M 口,總共 26 口,則接入層的交換機背闆帶寬要求為(wèi):(24*100M*2+1000*2*2)/1000=8.8Gbps 的背闆帶寬。


條件 3: 包轉發率:一個(gè) 1000M 口的包轉發率為(wèi) 1.488Mpps/s, 則接入層的交換機交換速率為(wèi):(24*100M/1000M+2)*1.488=6.55Mpps。


根據以上(shàng)條件得(de)出:當有(yǒu) 20 路 720P 攝像機接入一個(gè)交換機時(shí),此交換機至少(shǎo)必須具有(yǒu) 1 個(gè) 1000M 上(shàng)傳口、20 個(gè)以上(shàng)的 100M 接入端口才能滿足需求。


2、彙聚層交換機的選擇

假如總共有(yǒu)5個(gè)交換機接入,每個(gè)交換機有(yǒu)20攝像機,碼流為(wèi)4M,那(nà)麽彙聚層的流量為(wèi):4Mbps*20 *5=400Mbps,那(nà)麽彙聚層的上(shàng)傳端口必須是 1000M 以上(shàng)的。


如果 5 個(gè) IPC 接入一個(gè)交換機,一般情況下需使用一個(gè) 8 口交換機,那(nà)麽這個(gè) 8 口交換機是否滿足要求?可(kě)以看如下三個(gè)方面:


背闆帶寬:端口數(shù)*端口速度*2=背闆帶寬 ,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(yǒu)些(xiē)交換機的包交換率有(yǒu)時(shí)計(jì)算(suàn)出不能達到此要求,那(nà)麽就是非線速交換機,當進行(xíng)大(dà)容量數(shù)量吞吐時(shí),易造成延時(shí)。


級聯口帶寬:IPC 的碼流*數(shù)量=上(shàng)傳口的最小(xiǎo)帶寬,即4.*5=20Mbps。通(tōng)常情況下,當 IPC 帶寬超過 45Mbps 時(shí),建議使用 1000M 級聯口。



三、如何選擇交換機



1、舉例

有(yǒu)個(gè)園區(qū)網,500 多(duō)個(gè)高(gāo)清攝像機,碼流 3~4 兆,網絡結構分接入層‐彙聚層‐核心層。存儲在彙聚層,每個(gè)彙聚層對應 170 個(gè)攝像機。


面臨的問題:如何選擇産品,百兆與千兆的差别,影(yǐng)響圖像在網絡中傳輸的原因有(yǒu)哪些(xiē),哪些(xiē)因素是與交換機相關的……


所有(yǒu)端口容量x端口數(shù)量之和(hé)的 2 倍應該小(xiǎo)于标稱背闆帶寬,可(kě)實現全雙工無阻塞的線速交換,證明(míng)交換機具有(yǒu)發揮最大(dà)數(shù)據交換性能的條件。


例如:一台最多(duō)可(kě)以提供 48 個(gè)千兆端口的交換機,其滿配置容量應達到 48 ×1G×2= 96Gbps,才能夠确保在所有(yǒu)端口均在全雙工時(shí),提供無阻塞的線速包交換。


2、包轉發率


滿配置包轉發率(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(gè)千兆端口在包長為(wèi) 64 字節時(shí)的理(lǐ)論吞吐量為(wèi)1.488Mpps。


例如:如果一台交換機最多(duō)能夠提供 24 個(gè)千兆端口,而宣稱的包轉發率不到 35.71 Mpps(24 x 1.488Mpps = 35.71),那(nà)麽就有(yǒu)理(lǐ)由認為(wèi)該交換機采用的是有(yǒu)阻塞的結構設計(jì)。


一般是背闆帶寬和(hé)包轉發率都滿足的交換機才是合适的交換機。


背闆相對大(dà)、吞吐量相對小(xiǎo)的交換機,除了保留了升級擴展的能力外,就是軟件效率/專用芯片電(diàn)路設計(jì)有(yǒu)問題;背闆相對小(xiǎo)、吞吐量相對大(dà)的交換機,整體(tǐ)性能比較高(gāo)。


攝像機碼流影(yǐng)響清晰度,通(tōng)常是視(shì)頻傳輸的碼流設定(包含了編碼發送及接收設備的編解碼能力等),這是前端攝象機的性能,與網絡無關。


通(tōng)常用戶認為(wèi)清晰度不高(gāo),認為(wèi)是網絡原因造成的想法實際是個(gè)誤區(qū)。


根據上(shàng)面的案例,計(jì)算(suàn):

碼流:4Mbps

接入:24*4=96Mbps<1000Mbps<4435.2Mbps

彙聚:170*4=680Mbps<1000Mbps<4435.2Mbps


3、接入交換機

主要考慮到接入到彙聚之間(jiān)的鏈路帶寬,即交換機的上(shàng)聯鏈路容量需要大(dà)于同時(shí)容納的攝象機數(shù)*碼率。


這樣視(shì)頻實時(shí)錄像就沒有(yǒu)問題,但(dàn)如果有(yǒu)用戶在實時(shí)看到錄像,就還(hái)需要考慮到這個(gè)帶寬,每個(gè)用戶查看一個(gè)視(shì)頻占用的帶寬就是 4M,如果一個(gè)接入交換機的每個(gè)攝象機都有(yǒu)一個(gè)人(rén)在看,就需要攝象機數(shù)*碼率*(1+N)的帶寬,即24*4*(1+1)=128M。


4、彙聚交換機

彙聚層需要同時(shí)處理(lǐ) 170 隻攝象機的 3‐4M 碼流(170* 4M=680M),也就意味着彙聚層交換機需要支持同時(shí)轉發 680M 以上(shàng)的交換容量。一般存儲都接在彙聚上(shàng),所以視(shì)頻錄像是線速轉發。


但(dàn)要考慮到實時(shí)查看監控的帶寬,每個(gè)連接占用 4M,一條 1000M 的鏈路可(kě)以支持 250 個(gè)攝像頭被調試調用。每台接入交換機接 24 個(gè)攝像頭,250/24,相當于網絡可(kě)以承受每個(gè)攝像頭同時(shí)有(yǒu) 10 位用戶在實時(shí)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彙聚的鏈路帶寬,因為(wèi)存儲是放置在彙聚層的,所以核心交換機沒有(yǒu)視(shì)頻錄像的壓力,即隻要考慮同時(shí)多(duō)少(shǎo)人(rén)看多(duō)少(shǎo)路視(shì)頻即可(kě)。


假設該案例內(nèi),同時(shí)有(yǒu) 10 人(rén)監看,每人(rén)看 16 路視(shì)頻,即交換容量需要大(dà)于 10*16*4=640M。


6、交換機選擇重點

局域網內(nèi)的視(shì)頻監控進行(xíng)交換機選擇時(shí),接入層和(hé)彙聚層交換機的選擇通(tōng)常隻需要考慮交換容量的因素就夠了,因為(wèi)用戶通(tōng)常都是通(tōng)過核心交換機連接并獲取視(shì)頻的。


另外,由于主要壓力是在彙聚層交換機,因為(wèi)既要承擔監控存儲的流量,還(hái)要承擔實時(shí)查看調用監控的壓力,所以選擇适用的彙聚交換機顯得(de)非常重要。


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