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[电子] 一台交换机能带动多少网络摄像机?

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发表于 2008-1-16 14:45:10 | 显示全部楼层 |阅读模式
一台交换机能带动多少网络摄像机?
$ ~. A; \$ H  F9 [# e! x
. W1 t7 I! N. O+ Y" E
9 c% M, Z% v0 J* c3 t& o/ H       一个交换机能带动多少个网络监控摄像头?千兆交换机一般接200万网络摄像机能接几个?24个网络头,用一台24口百兆交换机行不行?下面就这类问题做一些简单的分析!
0 B  m5 e2 W1 y
! i& N6 u7 B- H- U; u/ z 640 (71).jpg
! N% b( P" }' B& w8 L9 K' m9 N1 b
* S* ~  L8 h7 k2 |/ {" ?, V5 l- D1 K5 ^
一、根据摄像机的码流和数量来选择1 y2 @6 M; ?8 |" |; o+ b: n+ L  i

2 z  v4 W4 y* \; m1 h5 C1、摄像机码流
# \, ~3 Z% W, t! V: y' c3 m/ k3 u+ i* c& P5 `' [% u" r
选择交换机前,首先要弄清楚每路图像占用多少带宽。* M! w3 m+ O7 {; v# ]! n

5 \6 |2 g' z2 ^  u6 o, P 640 (81).jpg   K1 s5 a" k4 ]  K/ i
' \* K7 n/ v, t1 G
2、摄像机数量
) X8 @' w9 P8 p; G
: m) ]- y+ g' f4 t! `要弄清楚交换机的带宽容量。常用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。
) }7 `& _5 N) `4 |- ~6 G) R
8 y+ X- I0 N$ l+ w
! j$ N. D7 H8 R5 k1 h
! ~+ w! ?* A5 Y& [举例:7 E2 v' z4 @& x2 b; a8 O# q( y

. l' P. z9 i- G) J根据你使用的网络摄像机的品牌看单台码流,再去估算一台交换机能接多少台摄像机。# `& I3 F( |1 q2 u4 P

; p; g) b' _/ a+ p9 M: }- k比如130万:960p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);! x- @& ]3 T: w4 {

+ W# J/ J/ i+ `7 R! t/ Q用千兆交换机,可以接150(150×4=600M)7 S) t' m" `: ~# y. B$ D& D" x
* X+ W6 s, _7 f0 V6 O- L

& u* r  h" m# ^# }) E
% b% L1 @! k! d" X8 B
5 I; W  z0 P- i4 u/ p" @200万:1080P摄像机单台码流通常8M,用百兆交换机,可以接7台(7×8=56M);5 C# B0 w$ q" i" g# |- ]

3 j* U. G+ _7 A; F$ \# y7 s用千兆交换机,可以接75台(75×8=600M)
) }- `; S; d" f% ?7 N4 ~; G+ n4 t8 W3 [/ S
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。
  \4 X$ I- k  o- q' Q3 U7 t9 e) S
7 h' G  a6 O" Y& c' D

9 C. c7 o+ d+ W/ W0 T- ?/ G8 C# U/ e从网络拓扑结构上来讲,一个局域网通常是两到三层结构。接摄像机那端为接入层,一般用百兆交换机就够了,除非你在一个交换机上接了很多个摄像机。7 B" \( T! ~4 c* \6 a

3 n( q6 U. Y5 H) K9 T5 i2 Z# O7 F: V1 J

; s+ A. M+ J+ O0 r! G; o  t汇集层、核心层则要按该交换机汇聚了多少路图像来计算。
- L' V9 E- b. C1 i) U
. E. f* i" I- q0 Z( g7 f, l
4 ^* M) l2 u% \4 S' } 640 (72).jpg $ T8 x+ K: f  N- @

/ \' B4 G' T" s; g: @. r2 V" \6 K# N( h0 D7 I

; J  ^1 F% u+ }1 d4 D& |计算方法如下:
0 [" |. A2 b+ [5 L
1 D+ O2 H( Y0 e' G1 L0 @% V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。
0 e. q) F4 C* M+ {% X9 k* ^* Y' ~7 K
640 (73).jpg
0 S2 F  Y& P! Q0 [
5 b: K2 b) C! W5 b# g
' t3 ?5 ~* t! B5 ^5 F二、交换机的选择要求& z! I# ]9 Z) n5 _6 r9 d! s

1 `+ @9 D2 |$ v2 G4 V4 K 640 (74).jpg - ~) F: |( R( l4 O

+ {  t% B  j3 X! U& ~; l( @0 L) E; n
监控网络有三层架构方式:核心层,汇聚层,接入层。
8 u4 `) P, x3 P8 U1 p) Y1 ~& x% a; ]) I7 y
3 N, k" w2 E! D" h1 ~: O

; l' v" B( P: y* O: s1、接入层交换机的选择
1 ?5 R  c- w9 R7 _3 d1 p
1 y0 f2 f+ g+ G; z2 ^) [$ x' Z' B条件 1: 摄像机码流:4Mbps,20 个摄像机就是 20*4=80Mbps。
9 ]' p. p- Q) B! p; [& ~
+ E1 R' q* b1 g7 V. ?. x2 V) a5 [" a& d. W0 ^  N6 j: U4 ^) s
/ `5 z2 s  g- @7 H2 ?
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。
2 g' N. l, v, e% U7 a) o, ?9 T

- M3 S- m7 R! x$ `) p- h& h, J' n$ R# s
条件 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。
4 ]4 B8 q) L  \& m- `0 H7 F4 S% a* S% v. C3 m0 A' c
3 k9 Z; P% c4 f; X
$ Q. m/ i& B3 Y) j/ L  c6 t
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。) b% q9 z) B' C; N( J* s
) i6 I( O3 }& U& c- J: F4 a

6 d4 l  A- ^3 U
7 O- ~  B3 O1 m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。
' _& J9 p* q$ p2 m$ I8 d$ I; \; {
" ]0 Z) d$ s0 z5 M5 g2 v& D
. _; z( P  G* \* p% Y9 ? 640 (75).jpg
3 B, l2 Y" R/ Y" W
& t! l4 T8 x; Y; h1 a9 ^' Z2、汇聚层交换机的选择
4 |% o: }6 `! H8 [! r  H
3 M) I4 g7 ], Y6 l4 m1 [4 ~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。
! _; t. W! i& K- D
6 y, v: X, k, S+ u, ~8 k0 P3 M  L0 V) D. s: d+ O" ]
640 (82).jpg
0 ~8 z$ |+ d- K# [. ?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:( T: n% C. [8 C$ E

; ?# \/ p, C0 _! o; u9 w
  L2 h0 H. o% ]4 R' n  H7 I. ~. E( D0 D/ x7 z" S
背板带宽:端口数*端口速度*2=背板带宽 ,即8*100*2=1.6Gbps。; R$ w7 J* Q) C# r5 n  \

# B- q7 ^  u/ r! _+ O( M; v, G2 |$ }5 Q* X$ \
/ L- d. i0 f, r$ l
包交换率:端口数*端口速度/1000*1.488Mpps=包交换率,即8*100/1000*1.488=1.20Mpps。有些交换机的包交换率有时计算出不能达到此要求,那么就是非线速交换机,当进行大容量数量吞吐时,易造成延时。  B1 f4 `8 ~% p9 @( |
" [4 ]9 Y' U2 k# R( i/ l

5 \5 G- S: y# U6 I3 r2 o% Y, X$ P$ B5 D/ x0 R; s
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。
: M: Q$ J- P* O8 z! @
$ D6 {5 {1 d2 ^, b# ~
( G- ~( x) h  C7 @0 | 640 (76).jpg
8 U7 S7 Y. j& n6 S: n" K/ q9 l8 B+ e( j' I

& A4 Z& t( n( j0 }2 D) v
* \& S. {' Z+ N2 R) J+ q) @2 y2 r3 Y
% r3 Y. s5 H, y. v三、如何选择交换机5 Y" U* `9 S6 d( y" B  d: \4 L/ W
640 (77).jpg 6 s4 h! m  Z# C, q
' d  `. l9 _# P  A" I4 X9 C! Y( s5 O
1、举例
: y  d, Q" i* n5 r" b, h; G0 a4 R9 v+ m/ r6 h3 ~
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┗憔鄄悌核心层。存储在汇聚层,每个汇聚层对应 170 个摄像机。
  n: I# v; i8 L% H7 p$ C0 p5 h  l' l, C* ^( X& K

3 H3 W; {8 h/ V" f8 i  Q
' T1 ?! _# h1 K; j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……  z; V5 k# _0 F9 ^

% Y% f$ h1 f5 g2 k1 h1 i
" r* m1 z3 z- i* B" ?9 l0 x* {$ y3 M$ e) _8 n, ]
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。; N0 v  e* I4 e4 V, R  ^4 k( K2 m. a5 {
* c! }9 Y. x0 C: \
- Z- R& U' D- G# L$ I
. O" S# }4 \$ D) s
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。
0 ^2 |& W& ?' V$ T5 {- m" [+ ~" K2 X- q
9 B, A3 ^" }4 c& ~* u
640 (78).jpg " V4 ]/ ^( ]- a$ F* R6 g) X$ s

0 c0 X, k* b$ o" ]  N1 L1 T4 ?0 E* @; x: w  \0 ~* d9 l. Z
2、包转发率% {% R( K" A0 q6 M4 d* Z4 N
) X# N) a& X$ H$ a
( k9 d5 ]% l: d, m5 X& s3 T5 b& P
3 J5 w) A" a3 h8 v* E
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。
, }/ D( w/ g. l% m
1 s% |7 F! W7 d% b4 ~+ e+ j3 h' r+ a, p, ~( S  v6 v  ~  Y# M
) ^, `; u5 Q  e5 H; c0 O
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。
1 w- ^$ ~6 a1 O
- ]& w  I7 }5 R" I. I; E4 a4 P2 ~3 t) }4 [- _

6 }  d1 M) `7 R( M+ e' G7 W3 E1 G/ `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。3 [4 O( o# b& J. W

1 {/ l7 ~/ O$ m% v7 w% j% R( W  R! V( X
8 m, j# A  l- h- S
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。/ |. q/ @" V- y+ E- l/ [

0 M7 k% g! }+ t% T7 [! j. T; y! w/ _6 \  \9 v( p0 G& u$ C2 v; ^9 l- G
# ]; v9 {$ o1 N0 p
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。
5 q$ x5 ?$ [$ V% f4 X1 t! t) }# v/ [. o! k

1 C/ W3 a) S, @* i1 N. _5 `, c- |; M$ N) u  T8 q6 }, X" e" e
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。
9 H# o% B* L9 b7 U+ W2 D+ y/ p' d3 Z3 {; c6 N

& |) m+ s6 B& g' b5 ?
# Y' u: `) _# @$ ~+ `0 {根据上面的案例,计算:
1 W/ Q" z1 J% E" N( z: Z
4 N! ], C3 `) L6 O/ B码流:4Mbps0 g, P/ B/ f6 O) E! t1 [+ p
4 b5 i* ~- M6 y9 J8 \* J( S. P
接入:24*4=96Mbps<1000Mbps<4435.2Mbps# |/ E( ?* p, u" f
5 s. q$ D4 N& Z4 z: b
汇聚:170*4=680Mbps<1000Mbps<4435.2Mbps6 i% P- N% `0 E

7 c! ~1 p, i% f$ e0 v" f% o( v- W- L# K& a6 e
640 (79).jpg 6 V5 _; K6 C) B+ y; N+ c9 ~- b5 z

. I) l$ b$ e) _' F4 d3 k) F7 G2 k+ J/ L2 w+ C
3、接入交换机
! \" B6 J0 ~0 A9 k! E4 Q5 _( b- B2 O  A7 ?  |& r) N2 G: @+ N& y
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。
5 B5 S. b# ?% V) F5 S" I- z- }8 z# V, e* l+ e+ l" P$ D) v
2 v# ~( H, k; U

- e  e6 _5 _% [: A( M0 t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。  w3 d2 H% m  `/ n. t3 Q4 s' d" v( e
1 Z5 L; _$ f. ~9 _* |
# W3 p3 ^( k4 D; S
640 (80).jpg 9 G& R' m. f9 j7 _* j  t$ N
5 `1 Q0 y1 [+ j8 R2 |1 a0 s
/ |, f/ Y% O* ?- [: l' d" u

/ N2 g6 c+ z9 f5 U4、汇聚交换机" L1 q+ ~. ~0 Q. B9 l8 {$ _* K

5 U0 u( \, G6 N9 n4 _  D汇聚层需要同时处理 170 只摄象机的 3
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发表于 2008-1-17 19:01:21 | 显示全部楼层
一台交换机能带动多少网络摄像机??:handshake
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 楼主| 发表于 2008-1-18 13:00:22 | 显示全部楼层
谢谢版主的提醒。下次一定注意。
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