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如何根据摄像头数量选择一个合适的交换机
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广州监控安装

时间 : 2018-11-23 13:11 浏览量 : 154

经常有朋友提到,100台摄像头用什么交换机合适,网络管理员在视频监控系统安装过程中往往会出现图像卡频的情况,最大的原因是什么呢?如何才能解决此类问题?其实这些都是跟交换机的选择有关,这是个老问题,虽然前面我们有提到过这类问题,但是仍然有不少的朋友多次问到,那我们今天就把关于接入层的交换机选择问题了解清楚。



如何根据摄像头数量选择一个合适的交换机

可以看下,这是我们传常用到的三层网络,主要做接入层、汇聚层、核心层组成,我们今天就主要了解下接入层的交换机选择。


一、影响交换机的因素

1、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。


2、包转发线速

第二层包转发率=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。


二、那么,1.488Mpps是怎么得到的呢?

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,计算方法如下:1,000, 000,000bps/8bit/(64+8+12)byte=1,488,095pps 说明:当以太网帧为64byte时,需考虑 8byte的帧头和12byte的帧间隙的固定开销。故一个线速的千兆以太网端口在转发64byte包时的包转 发率为1.488Mpps。快速以太网的统速端口包转发率正好为千兆以太网的十分之一,为148.8kpps。

*对于万兆以太网,一个线速端口的包转发率为14.88Mpps。

*对于千兆以太网,一个线速端口的包转发率为1.488Mpps。

*对于快速以太网,一个线速端口的包转发率为0.1488Mpps。


所以说,如果能满足上面三个条件,那么我们就说这款交换机真正做到了线性无阻塞。



背板带宽资源的利用率与交换机的内部结构息息相关。

目前交换机的内部结构主要有以下几种:

1、一是共享内存结构,这种结构依赖中心交换引擎来提供全端口的高性能 连接,由核心引擎检查每个输入包以决定路由。这种方法需要很大的内存带宽、很高的管理费用,尤其是随着交换机端口的增加,中央内存的价格会很高,因而交换 机内核成为性能实现的瓶颈;


2、是交叉总线结构,它可在端口间建立直接的点对点连接,这对于单点传输性能很好,但不适合多点传输;


3、是混合交叉总线结构,这 是一种混合交叉总线实现方式,它的设计思路是,将一体的交叉总线矩阵划分成小的交叉矩阵,中间通过一条高性能的总线连接。其优点是减少了交叉总线数,降低 了成本,减少了总线争用;但连接交叉矩阵的总线成为新的性能瓶颈。


三、如何考察交换机是否够用

但是,我们如何去考察一个交换机是否够用呢?显然,光从背板带宽考查是不够的,弱电君认为应该从三个方面来考虑:

第一步、判断所有带的的摄像头总带宽

这步可以初步的判断出是使用百兆还是千兆交换机

例如有24个130万为H.264 摄像头,码率为4M,那么24*4=96M,显然百兆交换机是不合适的(百兆交换机按照利用率为60%计算),需要使用千兆交换机。


第二步:计算出背板带宽,也就是交换机所有端口的容量。

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上去。

假设有24个摄像头,接入24口的交换机。

计算公式:端口数×相应端口速率×2(全双工模式)


24口百兆+2口千兆


计算出:24*2*100+2*2*1000=8.8Gbps


也就是说背板带板不小于8.8Gbps交换机可以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。


第三步:计算出包转发率(也就是满配置吞吐量)

满配置吞吐量(Mbps)=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。

 例如,一台最多可以提供24个千兆端口的交换机,其满配置吞吐量应达到 24×1.488Mpps =35.7Mpps,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。


如果一台交换机最多能够提供176个千兆端口,而宣称的吞吐量为不到 261.8Mpps(176 x 1.488Mpps = 261.8),那么用户有理由认为该交换机采用的是有阻塞的结构设计。

一般是这三者都满足的交换机才是合格的交换机。



四、总结

大家可以先看下这个网络监控拓扑图,这个图是比较经典的,但也比较明显,层次比较分明。

如何根据摄像头数量选择一个合适的交换机


当然对于接入层与汇聚层以及核心交换机的选择,他们的因素是不一样的,接入层我们可以从码流、背板带宽、包转发率三个因素来选择,我们上面已经提到了。


而对于汇聚层交换机的选择,因为主要压力是在汇聚层交换机,汇聚层交换机既要承担监控存储的流量,还要承担实时查看调用监控的压力,所以选择适用的汇聚交换机显得非常重要。


对于核心层交换机来说,考虑交换容量以及到汇聚的链路带宽,因数据存储是放置在汇聚层,所以核心交换机没有视频录像的压力,只要考虑同时多少人看多少路视频就行。

1、汇聚层交换机的特点:
 
  汇聚层交换机从名字上看就是多台接入层交换机的汇聚部分,用来传递核心层交换机和接入层交换机的信息,汇聚层交换机可以实现策略,根据编辑好的程序实现VLAN之间的路由、工作组接入、地址过滤等功能。
 
  2、汇聚层交换机的选择建议:
 
  由于它所处的地位它的性能必须必接入层更高才、交换速度更快才能满足上传下递的需要。
 
  那么有人会有疑问了,倘若是核心层的交换机端口数足够多,性能足够好,应用环境传输距离近,汇聚层交换机是不是可以省略了,直接将核心交换机与接 入层交换机连接。
 
  答案是可以的,这就像有些小公司只有一个经理具有领导权一样,其他人都是平起平坐,这样的话可以省去很多中间成本,而且网络线路检查维护起来也更方便。


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