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高清监控系统的交换机怎么选?
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广州监控安装

时间 : 2018-11-22 13:36 浏览量 : 105

高清监控系统的交换机怎么选?  

  网络监控系统在我国的安防中占据了绝对的位置,在高清网络视频监控系统中,经常有客户反馈画面延时、卡顿等现象,造成这种现象的原因有很多,但大多数情况下还是交换机的配置不够合理,导致带宽不足造成的。交换机是整个系统不可缺少的设备,它是否正确配置直接影响网络监控系统后期的稳定性。

  随着高清摄像机的使用越来越多,如何选择合适的、满足监控整体网络架构性能的交换机也成了在高清监控系统前期方案制定、项目报价中有着很重要的作用。一个合适的交换机,不仅能够发挥监控网络应有的功能并能够有效减少资源的浪费。

高清监控系统的交换机怎么选?

  在选择交换机时,要从背板带宽和包转发率来选择。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,它标志了交换机的总的数据交换能力,背板带宽越高则处理数据的能力就越强。包转发率也成称端口吞吐量,是指路由器在某端口进行的数据包转发能力,包转发率越高性能越好。


  从网络拓扑结构来讲,一个中大型高清网络视频监控系统需采用三层网络架构:接入层、汇聚层、核心层。


1、接入层交换机的选择

  接入层交换机主要下联前端网络高清摄像机,上联汇聚交换机。以720P网络摄像机4M码流计算,一个百兆口接入交换机最大可以接入几路720P网络摄像机呢?


  我们常用的交换机的实际带宽是理论值的50%-70%,所以一个百兆口的实际带宽在50M-70M。4M*12=48M,因此建议一台百兆接入交换机最大接入12台720P网络摄像机。同时考虑目前网络监控采用动态编码方式,摄像机码流峰值可能会超过4M带宽,同时考虑带宽冗余设计,因此一台百兆接入交换机控制在8台以内时最好的,超过8台建议采用千兆口。而在一些超高清网络监控系统中,为保障视频画面的高清晰,数据传输的高可靠,接入层也可直接选择全千兆交换机。


2、汇聚层交换机的选择

  汇聚层交换机主要下联接入层交换机,上联监控中心核心交换机。性能比接入交换机要求要高,一般情况下汇聚交换机需选择带千兆上传口的二层交换机。该交换机百兆口与接交换机相连,千兆口与监控中心核心交换机相连,汇聚交换机上接口数量应控制在30以内最佳。


高清监控系统的交换机怎么选?

  还是以720P网络摄像机4M码流计算,前端每台接入层交换机上有6台720P网络摄像机,该汇聚交换机下联5台接入层交换机。该汇聚层交换机下总带宽为4M*6*5=120M,因此汇聚交换机与核心交换机级联口应选千兆口。


3、核心层交换机的选择

  核心层交换机主要下联汇聚层交换机,上联监控中心视频监控平台,存储服务器,数字矩阵等设备,是整个高清网络监控系统的核心。在选择核心交换机时必须考虑整个系统的带宽容量及如何核心层交换机配置不当,必然导致视频画面无法流畅显示。因此监控中心建议选择全千兆口核心交换机。如点位较多,需划分VLAN,还应选择三层全千兆口核心交换机,摄像机数量超过150台大大型监控系统应考虑三层万兆核心交换机。


4、交换机选择的重点

  在局域网内的视频监控进行交换机选择时,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尤为重要。建议选择千兆网管型交换机,可以对网络进行配置,优化提升带宽利用率,保障传输的畅通性。

高清监控系统的交换机怎么选?

注意事项

  如果选择Web管理型交换机管理会比较方便,最好选择限速交换机,而且在选择缓存大的交换机,接入层和汇聚层交换机可以选择丰润达的PoE/以太网交换机,产品种类多、选择全面。


  同时,网络监控系统对稳定性、实时性要求较高,设备工作环境复杂恶劣,因此为保障系统数据的稳定高效传输,建议选择工业性能高,稳定性好的工业以太网交换机产品。

举例有个园区网,500 多个高清摄像机,码流 3~4 兆,网络结构分接入层‐汇聚层‐核心层。存储在汇聚层,每个汇聚层对应 170 个摄像机。

 

  面临的问题:如何选择产品,百兆与千兆的差别,影响图像在网络中传输的原因有哪些,哪些因素是与交换机相关的……

 

  1、背板带宽

 

  所有端口容量x端口数量之和的 2 倍应该小于标称背板带宽,可实现全双工无阻塞的线速交换,证明交换机具有发挥最大数据交换性能的条件。

 

  例如:一台最多可以提供 48 个千兆端口的交换机,其满配置容量应达到 48 ×1G×2= 96Gbps,才能够确保在所有端口均在全双工时,提供无阻塞的线速包交换。

 

  2、包转发率

 

  满配置包转发率(Mbps)=满配置 GE 端口数×1.488Mpps+满配置百兆端口数 × 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。

 

  例如:如果一台交换机最多能够提供 24 个千兆端口,而宣称的包转发率不到 35.71 Mpps(24 x 1.488Mpps = 35.71),那么就有理由认为该交换机采用的是有阻塞的结构设计。

 

  一般是背板带宽和包转发率都满足的交换机才是合适的交换机。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,就是软件效率/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。

 

  摄像机码流影响清晰度,通常是视频传输的码流设定(包含了编码发送及接收设备的编解码能力等),这是前端摄象机的性能,与网络无关。通常用户认为清晰度不高,认为是网络原因造成的想法实际是个误区。

 

  根据上面的案例,计算:

 

  码流:4Mbps

  接入:24*4=96Mbps<1000Mbps<4435.2Mbps

  汇聚:170*4=680Mbps<1000Mbps<4435.2Mbps

 

  3、接入交换机

 

  主要考虑到接入到汇聚之间的链路带宽,即交换机的上联链路容量需要大于同时容纳的摄象机数*码率。

 

  这样视频实时录像就没有问题,但如果有用户在实时看到录像,就还需要考虑到这个带宽,每个用户查看一个视频占用的带宽就是 4M,如果一个接入交换机的每个摄象机都有一个人在看,就需要摄象机数*码率*(1+N)的带宽,即24*4*(1+1)=128M。

 高清监控系统的交换机怎么选?

  4、汇聚交换机

 

  汇聚层需要同时处理 170 只摄象机的 3‐4M 码流(170* 4M=680M),也就意味着汇聚层交换机需要支持同时转发 680M 以上的交换容量。一般存储都接在汇聚上,所以视频录像是线速转发。

 

  但要考虑到实时查看监控的带宽,每个连接占用 4M,一条 1000M 的链路可以支持 250 个摄像头被调试调用。每台接入交换机接 24 个摄像头,250/24,相当于网络可以承受每个摄像头同时有 10 位用户在实时查看的压力。

 

  5、核心交换机

 

  核心交换机,需要考虑交换容量以及到汇聚的链路带宽,因为存储是放置在汇聚层的,所以核心交换机没有视频录像的压力,即只要考虑同时多少人看多少路视频即可。假设该案例内,同时有 10 人监看,每人看 16 路视频,即交换容量需要大于 10*16*4=640M。

 

  6、交换机选择重点

 

  局域网内的视频监控进行交换机选择时,接入层和汇聚层交换机的选择通常只需要考虑交换容量的因素就够了,因为用户通常都是通过核心交换机连接并获取视频的。另外,由于主要压力是在汇聚层交换机,因为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。 



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