网络高清监控系统中交换机选型

1、网络高清监控系统中交换机选型案例：有个园区网，500多个高清摄像机，码流34兆，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。问题：如何选择产品、原因。百兆与千兆的差别。影响图像在网络中传输的原因有哪些？哪些是与交换机相关。背板带宽所有端口容量X端口数量之和的2倍应该小于背板带宽，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：台最多可以捉供48个千兆端口的交换机，其满配置容量应达到48X20X2= 192Gbps,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。包转发率满配置包转发率(Mbps)=满配置GE端口数X1.

2、488Mpps+满配置百兆端口数X 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二35.71),那么就有理由认为该交换机采用的是有阻塞的结构设计。一般是两者都满足的交换机才是合格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的因素，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

3、是前端摄象机的性能，与网络无关。通常用户认为淸晰度不高，认为是网络原因造成的想法实际是个误区。一根千兆链路能够支持数据传输计算：码流：4Mbps接入：24*4=96Mbps1000Mbps4435.2Mbps汇聚：170*4=680Mbps1000Mbps4435.2Mbps接入交换机接入层交换机，主要考虑到接入到汇聚之间的链路带宽。也即交换机的上联链路容量需要 人于同时容纳的摄象机数”码率。这样视频实时录像就没有问題，但是如果有用户在实时看到录 像，就还需要考虑到这个带宽，每个用户査看-个视频占用的带宽就是4M,如果5/I .）的带宽,*（1+N 个接入交换机的每个摄象机都有-个人在看，就需

4、要摄象机数码率二128M （1+1） 24*4*汇聚交换机），也就意味着4M=680M码流（17（?在汇聚层需要同时处理170只摄象机的3-4M所以视频以上的交换容量。680M 般存储都接在汇聚上，汇聚层交换机需要支持同 时转发录像是线速转发。2501000M的链路可以支持但要考虑到实时査看监控的带宽，每个连接占用4M,条，相当于网络可以承受每个250/24个摄像头被调试调用。每台接入交换机接24个摄像头。摄像头同时有10位用户在实时查看的压力。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

5、视频。假设该案内，基 本不用考同时有40人监看，每人看16路视频，即交换容量需要人于10*16*4=640M虑。在局 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。交换机选择的笊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，汇聚层所以选择适用的汇聚还要承担实时査看调用监控的压力。交换机既要承担监控存储的流量，交 换机显得非常重要。千兆没有本质的区别，但是上联必对于接入交换机来说，下联口接摄像头的 端口百兆/须是千兆。线路网线材质（般情况下网线用纯铜的比较好布线质量（网线中

6、间有折断、网线扌II：疗; 错谋、网线未卡紧等）主要衣现网络延迟、丢包网络的延迟，为主要的因素，通常来说网络 延迟越低，视频的流畅度也越高。网络丢包，丢包越参，视频越不流畅，造成图像卡住等。存储控制器效能RAID架构与CPU传输总线RISCRAID控制器处理方式芯片駛件处理RAID控制 器架构256bit磁盘信道的传输速率SAS-3GB/SSATA-300M/S : SCIS-160M/S；主机信道传输速率 FC-1GB/2GB/4GB以太网-1GB/1OGB5/2,10PS每秒读取带宽存储数据安全、保护机密的数据：2、保证数据的完整性：存储安全的目的是：13、防1：数据 被破坏或丢失。存储的

7、磁盘阵列模式：在个破盘数据发生损坏后，的模式，可保证读的速度， 也有数据容错机制，1、采取RAIDS写入数据利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损 坏的数据。但由于机制的问题，和对较慢。的模式，既保证读写的速度，也可以数据冗余备份， 由于机制的问题，只能RAID102.采取利用半的磁盘用量，价格相对较高。存储网络安全采用聚合可以可以是主备也可以是聚合，接入交换机和汇聚交换机可以采用双链 路的方式，保障数据的数据可快速切换到另外条链路上，增加链路带宽，在条链路故障的情 况下，正常传输。汇聚到核心也可采用同样的方法。存储和汇聚交换机的链路可以采取链路聚 合的方式，既增加了链路带宽，也有链路冗

8、余。监看线路（远程监控，链路的上行带宽非常重要）路由器交换机软件软件支持组播在多人同时对同摄像头进行监视或调用同录像的时候，可以有效的减低交换机和摄像头的压 力解决视频不流畅的办法1、需要音视频传输的网络协议为面向连接的协议，通常建议基于TCP的协议，若发生丢帧可进 行重传。2、视频接收的客户端有预缓存，若缓存很人，则即使发生丢包现象，也通常能在播放之前把丢 失的数据帧补回，使得能流畅播放。3、编解码的帧处理技术。数据分B帧，P帧，I帧时，需要客户端接收软件能正常识别接收帧, 并能根据相临帧计算岀丢失的帧，从而保证流畅度。4、改变视频的单播方式为组播方式，在组播方式下，则需要网络连接设备支持组

9、播协议。以上的解决办法通常都是由软件部分完成，与网络设备关系不人。5/3附录基本概念：般来讲，计算方法如下）线速的背板带宽1 （全双工悄相应端口速率考察 交换机上所有端口能提供的总带宽。计算公式为端口数标称背板带宽，那么在背板带宽上是线 速的。模式）如果总带宽W ）第二层包转发线速2其余类型端*0.1488Mpps+Xl.488Mpps+百 兆端口数量第二层包转发率二千兆端口数量那么交换机在做第二层交换的标称二层包转发速率, 口数”相应计算方法，如果这个速率能W时候可以做到线速。3）第三层包转发线速同上？ 那么，1.488Mpps是怎么得到的呢 为14.88MppSo秣对于万兆以人网，个线速端

10、口的包转发 率1.488Mpps.千兆以太网祥对于，个线速端口的包转发率为0.1488MppSo *对于快速以人 网，个线速端口的包转发率为1.17MppSo 一12的POS端口， 个线速端口的包转发率为橫 对于OC 4.68MppS端口， 个线速端口的包转发率为。48的POSW对于0C交换机真正做 到了线性无阻塞所以说，如果能满足上面三个条件，那么我们就说这款字节。包转发线速的衡量标准是以单位时口是40以太网传输最小包长就是64字节、POS）最小 包的个数作为计算基准的。对于千兆以人网来说，计算方64byte的数据包(间内发送法如下：1, 000, 000, 000bps/8biV(64+8

11、+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。故个线速的干兆以太网端口在转发64byte包时 的包转发率为1.488Mpps.快速以太网的线速端口包转发率正好为千兆以太网的十分之，为 148.8kpps (0.1488Mpps)o在以太网中，每个帧头都要加上了 8个字节的前导符，前导符的作用在于告诉监听设备数据将 妥到来。然后，以A网中的每个帧之间都妥有帧间隙，即每发完个帧之后要等待段时间再发 另外个帧，在以太网标准中规定最小是42个字节，然而帧间隙在实际应用中有可能会比12 个字节要大，在这里我用了最小

12、值。每个帧都要有20个字节的固定开销，我们再来算下交换 机单个端口的实际吞吐量：148, 809X(64+8+12)X8100Mbps,通过这个公式不难看出，真 正的数据交换量占到64/84二76%,交换机端口链路的线速数据吞吐量实际上只有76Mbps,另 外部分彼用来处理了额外的开销，这两者加起来才是标准的百兆或者千兆1、所有端口容量X端口数駅之和的2倍应该小于背板带宽，可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。2、满配置吞吐量(Mbps)二满配置GE端口数Xl.488Mpps,其中1个千兆端口在包长为64字节 时的理论吞吐量为1.488Mppso例如，台最多可以提供64个千兆