3.2视频监控系统中交换机的选择方法

前言：

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！

一、根据摄像机的码流和数量来选择

1、摄像机码流

选择交换机前，首先要弄清楚每路图像占用多少带宽。

2、摄像机数量

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。

举例：

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

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）；

用千兆交换机，可以接150（150×4=600M）

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）；

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。

汇集层、核心层则要按该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、交换机的选择要求

监控网络有三层架构方式：核心层，汇聚层，接入层。

1、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：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、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。

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、如何选择交换机

1、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……

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。

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。

2、包转发率

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。

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。

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。

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，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。

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。

根据上面的案例，计算：

码流：4Mbps

接入：24*4=96Mbps<1000Mbps<4435.2Mbps

汇聚：170*4=680Mbps<1000Mbps<4435.2Mbps

3、接入交换机

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。

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。

4、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。