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监控交换机应该如何选择

  随着现在高清视频监控摄像机性能越来越高,对交换机的要求也相应渐高。交换机不合适,可能导致监控视频卡顿、丢包等问题,严重影响监控效率。如何选择一个适合的监控交换机,既能满足监控系统整体网络的性能要求,又能达到降低成本的目的?本期安防知识带来选择交换机的小技巧!

  一、课前准备

  关于交换机的重要参数

  背板带宽

  单位:Gbps

  别称:交换带宽

  定义:指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。

  意义:标志着交换机总的数据交换能力,一台交换机的背板带宽越高,处理数据的能力就越强。

  计算方法:端口数*端口速度*2=背板带宽,

  举例:以某24千兆口交换机为例,其背板带宽=24*1000*2/1000=48Gbps。

  转发性能

  单位:pps(包每秒)

  别称:包转发率、端口吞吐量

  定义:是指路由器在某端口进行的数据包转发能力,为各端口包转发率之和。

  计算方法:包转发率满=配置千兆端口数×1.488Mpps+满配置百兆端口数×0.1488Mpps

  举例:以某24个百兆口,2个千兆上联口交换机为例,

  包转发率=24*0.1488Mpps+2*1.488Mpps=6.5472Mpps。

  二、选择交换机,要考虑哪些因素?

  交换机的接口数量和速率是选择监控交换机的最重要指标。接口数量可依据接入设备数量来决定,同时会预留部分接口供后续扩展使用;为保障视频流量无阻塞、不丢包、实时传输,需要选择端口速率合适的交换机,主要考虑以下几点:

  1.监控交换机的使用带宽与IPC的码流大小密切相关;

  2. IPC的峰值带宽需求=码流×120%,峰值带宽下可以保障IPC稳定使用;

  3. NVR添加IPC后,会同时取IPC的主码流和子码流;

  4.交换机的实际带宽建议不超过端口最大速率的70%,即百兆接口不建议超过70M带宽,千兆接口不建议超过700M带宽。

  快速计算公式:带宽值=(主码流+子码流)*取流路数*1.2

  IPC的码流与采用的编码方式(H.264或H.265)有关,默认情况下IPC的码流为:

IPC码流对照表

  三、交换机选型建议

  一套大中型网络监控系统其交换机配置一般由接入层、汇聚层、核心层三部分组成。

  1.接入层交换机:

  可选择8路或16路普通百兆交换机,接入交换机上摄像机数量6-10台。

  2.汇聚层:

  性能比接入交换机要求要高,可选择带千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连汇聚交换机上摄像机数量应控制在30台左右。

  3.核心层:

  核心交换机是整个数字监控系统的核心,下联汇聚交换机,上联视频监控平台,存储服务器,数字矩阵等设备,建议选择三层全千兆核心交换机,摄像机数量超过150台考虑三层万兆核心交换机。

  四、选型注意事项

  1.为了管理方便,可选WEB管理型交换机;

  2.若视频流量较大,可选线速交换机;

  3.视频数据有突发性的特点,交换机缓存越大越好;

  4.交换机的流量控制功能;

  5.汇聚交换机和核心交换机建议选择知名企业产品。

交换机层数示意图

  五、举例

  以H.264,1080P摄像机为例,计算接入层交换机的选择:

  1.摄像机码流为4.5Mbps(主码流4.0+次码流0.5,见本文上表),

  14个摄像机就是14*4.5=63Mbps,那么,接入层交换机上传端口必须满足峰值带宽需求=码流×120%=63Mbps×120%=75.6Mbps/S的传输速率要求,由上可知交换机实际传输速率(通常为标称值的70%,100M的也就70M左右),显然是不符合要求的,那么接入层交换机就应选用具有1000M上传端口的交换机。

  2.

  交换机的背板带宽:如选择24口交换机,自带二个1000M口,总共26口,

  则接入层的交换机背板带宽要求为:(24*100M*2+1000*2*2)/1000=8.8Gbps的背板带宽。

  3.

  包转发率:一个1000M口的包转发率为1.488Mpps/s,

  则接入层的交换机交换速率为:24*100M/1000M+2)*1.488=6.55Mpps/S。

  通常我们将满足条件2和3的交换机称之为线速交换机。

  根据以上条件得出:当有16路1080摄像机接入一个交换机是,此交换机必须具有1个1000M上传口,16(不含16)个以上的100M接入端口。

汇聚层交换机

  那么汇聚层交换机及核心交换机也将依次通过计算选择性能满足的交换机。

  在监控项目实施的过程中,由于POE交换机的布线方便,传输距离远,也得到更多的选用,其选择也可参考以上计算方法。

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