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攝像頭監控系統怎樣配置交換機?
作者:深圳傲視雲端科技有限公司?????發布日期:2018-02-14

  最近有朋友在問,一個交換機能帶動多少個網絡監控攝像頭?千兆交換機一般接200萬網絡攝像機能接幾個?24個網絡頭,用一台24口百兆交換機行不行?這樣的問題。下面就這類問題做一些簡單的分析!

  一、根據監控系統攝像頭頭的碼流和數量來選擇

  1、監控系統攝像頭碼流

  選擇監控系統交換機前,首先要弄清楚每路圖像占用多少帶寬。

  2、監控系統摄像头的数量

  要弄清楚監控系統交换机的带宽容量。常用監控系統交换机有百兆交换机、千兆交换机。它们的实际带宽一般只有理论值的 60~70% ,所以它们端口的可利用带宽大致是 60Mbps 或 600Mbps。

  舉例:

  根据你使用的网络摄像机的品牌看单台码流,再去估算一台監控系統交换机能接多少台摄像机。

  比如 :

  ①130 万:960p 摄像机单台码流通常 4M,用百兆交换机,那么就可以接 15 台(15×4=60M); 用千兆交换机,可以接 150(150×4=600M) 。

  ②200 万: 1080P 摄像机单台码流通常 8M,用百兆交换机,可以接 7 台( 7×8=56M); 用千兆交换机,可以接 75 台(75×8=600M) 这些都是以主流的 H.264 摄像头为例给大家讲解的,H.265 减半就可以了。

  从監控系統网络拓扑结构上来讲,一个局域网通常是两到三层结构。接監控系統摄像机那端为接入层,一般用百兆交换机就够了,除非你在一个監控系統交换机上接了很多个摄像机。

  汇集层、核心层则要按该監控系統交换机汇聚了多少路图像来计算。 计算方法如下:如果接 960P 的网络摄像机,一般 15 路图像以内,用百兆交换机;超过 15 路则用千兆交换机;如果接 1080P 的网络摄像机,一般 8 路图像以内,用百兆交换机,超过 8 路则用千兆交换机。

  二、監控系統交换机的选择要求

  監控系統网络有三层架构方式:核心层,汇聚层,接入层。

  1、監控系統接入层交换机的选择

  条件 1: 摄像机码流:4Mbps,20 个摄像机就是 20*4=80Mbps。

  也就是说,接入层交换机上传端口必须满足 80Mbps/s 的传输速率要求,考虑到監控系統交换机实际传输速率(通常为标称值的 50%,100M 的也就 50 M 左右,),所以接入层交换机应选用具有 1000M 上传口的交换机。

  条件 2: 監控系統交换机的背板带宽,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。

  条件 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。

  根据以上条件得出: 当有 20 路 720P 摄像机接入一个交换机时,此交换机至少必须具有 1 个 1000M 上传口、20 个以上的 100M 接入端口才能满足需求。

  2、監控系統汇聚层交换机的选择

  假如总共有 5 个交换机接入,每个交换机有 20 摄像机,码流为 4M,那么汇聚层的流量为:4Mbps*20 *5=400Mbps,那么汇聚层的上传端口必须是 1000M 以上的。

  如果 5 个 IPC 接入一个交换机,一般情况下需使用一个 8 口交换机,那么这个8口交换机是否满足要求?可以看如下三个方面:

  背板带宽:端口数*端口速度*2=背板带宽 ,即 8*100*2=1.6Gbps。

  包交換率:端口數*端口速度/1000*1.488Mpps=包交換率,即8*100/1000*1.488=1.20Mpps。

  有些交換機的包交換率有時計算出不能達到此要求,那麽就是非線速交換機,當進行大容量數量吞吐時,易造成延時。

  级联口带宽:IPC 的码流*数量=上传口的最小带宽,即 4.*5=20Mbps。通常情况下,当 IPC 带宽超过 45Mbps 时,建议使用 1000M 级联口。

  三、到底该如何选择監控系統交换机

  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。

  面臨的問題:如何選擇天天鲁,百兆與千兆的差別,影響圖像在網絡中傳輸的原因有哪些,哪些因素是與交換機相關的……

  1、背板帶寬

  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,证明監控系統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 个千兆端口的監控系統交换机,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、包轉發率

  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。
                                                                摄像头監控系統
                                                                            摄像头監控系統交换机配置

  例如:如果一台監控系統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監控系統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監控系統合适的交换机。

  背板相对大、吞吐量相对小的監控系統交换机,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、吞吐量相对大的監控系統交换机,整体性能比较高。

  攝像機碼流影響清晰度,通常是視頻傳輸的碼流設定(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。

  通常用戶認爲清晰度不高,認爲是網絡原因造成的想法實際是個誤區。

  根據上面的案例,計算:

  碼流:4Mbps

  接入:24*4=96Mbps<1000Mbps<4435.2Mbps

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

  3、接入監控系統交换机

  主要考虑到接入到汇聚之间的链路带宽,即監控系統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,如果一个接入監控系統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。
                                                 

  4、監控系統汇聚交换机

  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、監控系統核心交换机

  核心交換機,需要考慮交換容量以及到彙聚的鏈路帶寬,因爲存儲是放置在彙聚層的,所以核心交換機沒有視頻錄像的壓力,即只要考慮同時多少人看多少路視頻即可。

  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、監控系統交换机选择重点

  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監控系統核心交换机连接并获取视频的。

  另外,由于主要压力是在監控系統汇聚层交换机,因为既要承担監控系統存储的流量,还要承担实时查看调用監控系統的压力,所以选择适用的監控系統汇聚交换机显得非常重要。

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