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监控交换机选择:千兆/百兆/核心/PoE/光纤交换机选型指南

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发表时间:2020-06-10 11:10

交换机是监控网络传输的核心设备。交换机的选型,有很多的重要技术参数需要考虑,硬件上包括百兆/千兆/万兆速率的端口、电口/光口/PoE口、端口数量、MAC地址表深度、转发延迟、缓存大小、VLAN、隔离等等。很多项目就是因为交换机选择当,出现各种各样的问题,严重影响项目的交付与体验。

视频监控系统的网络中,需要传输大量、持续的视频数据,这就要求交换机具有稳定转发数据的能力。交换机接入的摄像头数量越多,流经该交换机的数据量就会越大。我们可以码流想象成水流,交换机就是一个个的水利枢纽,一旦流转的水流超出负荷,大坝就会溃堤。同理,如果交换机下的摄像头转发的数据量超出某个端口的转发能力,也同样会造成这个端口丢弃大量的数据,出现问题。

比如百兆的交换机转发超出100M的数据量,就会造成大量丢包,导致花屏卡顿现象。

那么,到底接入多少个摄像头就需要选择千兆交换机呢?

有一个标准,看摄像头上联端口转发数据量的大小:如果上联端口转发数据量大于70M,就选择千兆

这里有一个快速计算和选择的方法:

带宽值=(子码流+主码流)*通道数*1.2

①带宽值>70M,用千兆

②带宽值<70M,用百兆

举个例子来说明:有台交换机,接入了20台H.264 200W的摄像机(4+1M),那么按此计算,上联端口的转发速率就是(4+1)*20*1.2=120M>70M,这种情况就要用千兆交换机。某些场景里,交换机只有一个端口需要是千兆,但如果不能优化系统结构,平衡流量,那么就需要配千兆交换机或者千兆上联交换机。

问题来了1:码流计算过程是很清楚,但是为什么要乘以1.2呢?

因为根据网络通讯原理,数据包的封装也是遵循TCP/IP协议的,数据部分需要打上各个协议层的头部字段才能顺利传输,所以头部也会占用一定比例的开销。

我们经常说的摄像机4M码率、2M码率等,指的其实都是数据部分的大小。根据数据通信比例,头部开销约占20%,所以公式里要乘以1.2。

端口,即选择千兆交换机或千兆上联交换机。

为什么是70M不是100M呢?

主要是为了考虑突发流量。视频数据流是由很多的帧组成的,看似平缓的数据流,实际会发生很多瞬间突发数据,这种情况就需要交换机对数据的波动能够进行缓冲和整流处理。

交换机对这些数据进行存储-转发-存储-转发,所以建议有一定的预留,设计交换网络时能有30%~40%的预留,一个100M的端口,建议转发流量不超出70M。

全千兆交换机的任何两个千兆端口之间就可以实现 1000M 的双向传输,总的吞吐量(满载)一般小于或等于交换机的背板带宽。

所以在选择核心交换机的时候,根据IPC数量,建议如下:

①100~200台,推荐千兆管理型交换机

②200~500台,推荐三层管理型交换机

目前二/三层管理型全千兆交换机,均适合作为监控网络的核心交换,承担大容量数据交换。组建各样的网络。

对于大型或超大型(300~1000)的监控网络,需要使用三层交换机划分网段,建议使用三层交换机。下面给大家100、300、500个点位的组网方案。

100台IPC的组网方案

100个左右点位,设计重点在无阻塞转发核心。

怎么选光纤交换机?

在远距离点位的监控中,经常会用到光纤收发器、光纤交换机。下面的例子里,就包含了比较全面的光纤交换网络设备,如收发器、交换机、模块等。

光交换机、光纤收发器、光模块是可以相互搭配着使用的。在选择的时候,要注意成对使用,务必保证 A-B 端匹配。

A/B 端就是光纤传输的两端,无论两端选择的是交换机、光模块还是光纤收发器,两端必须分别是 A、B 才能配对使用(在产品型号上有标明是A端或B端)。

A 端设备的工作波长是 1310nm(RX)、1550nm(TX),必须要搭配B 端光纤收发器(RX1550nm、TX1310nm)使用。


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