智慧景区传输网络系统建设详细设计方案

智慧景区传输网络系统建设详细设计方案

1.1.1 传输网络概述

该部分是智慧景区的重要组成部分，是整个智慧景区的神经传导，也是保障前端设备能够安全、高效、准确传输到后端的重要环节。

图1.网络系统架构

本架构适合景区的应用，其原因在于，景区中各个系统的业务数据流量90%以上是视频监控数据流，而视频监控系统95%以上的数据流是单向传输，方便数据的汇聚收集和管理；其次，该网络架构更有助于将故障点影响最小化，在系统故障排查、检修时不会波及其它区域监控设备上传输，可将系统检修模块化、区块化；另外，在施工及系统扩充时也会给项目带来极大好处，即该架构有较好的扩展性，可将就近的网络摄像机通过同一网络设备间内接入系统，安装调试的工作量大大降低，也为工程建设节省了大量的管线成本。

网络中链路带宽利用率最高约80%，其中20%作为包头数据的开销。如：100M端口作为视频（数据）传输最大速率为80Mbps，且网络端口带宽使用率一般在60-70%左右。为使数据传输安全、高效，接入层设备需求百兆带宽，上联带宽不低于千兆带宽；核心交换机交换容量建议大于等于所有数据流量总和的4倍，使之具有足够强大的峰值数据交换能力和留有足够的系统扩充空间。同时，为保证整套系统稳定的运行，要求每台网络设备均采用稳定、高质量的网络产品。

1.1.2 核心交换机设计

核心层是整个景区监控网络的中心，是整个监控网络设计的关键，可实现高速的交换传输及连接服务器等设备，并且要求非常可靠，实现24*365小时不间断工作。

首先、我们在核心交换机选型上要有合理的依据，需要对通讯容量和背板带宽做出决定。核心层的设备是整个网的基础，向所有接入层交换机提供VLAN终结、路由部署、安全策略。核心层是网络纵向建设和横向建设的关键，监控网络所有接入层交换机大多数的数据包都通过核心设备来转发，也就是通常所说的80%-20%理论。我们在计算核心交换机所需带宽时，只需考虑有多少个接入交换机，以多少带宽接入到核心交换（实际上用户所需带宽是被接入层交换机分担，无论用户多寡，如果接入层交换机到核心层交换只有一

根光纤，那么他们到核心层最大的速度也就是1000M，全双工为2000M），此外还包括防火墙、服务器直连到核心交换机的情况。因此在设计核心交换机的时候，我们先要预算有多少个接入交换机。

其次、核心层的设备是整个网的基础，大多数数据包都通过核心设备来转发，从冗余性和可靠性的要求出发核心层设计应采用双机方式，也就是说核心交换机应当用双机热备模式。

1.1.3 核心层产品选型及配置

根据上述的设计思路与原则，核心交换机我们选配的时候，需要按如下步骤：

1)选择核心交换机机箱，核心交换机机箱包含了背板带宽，槽位数，支持引擎的个数。

2)选择核心交换机电源，核心交换机电源可按业务板的功耗来选定，一般是500~600W/板，电源要配2个。

3)选择核心交换机引擎，核心交换机引擎是交换机的心脏，配置可依照交换容量来配置。双引擎选配往往做为高可靠性的方案来实施。

1.1.4 核心层的可靠性设计

➢VRRP协议的运用

通常，同一网段内的所有主机都设置一条相同的以网关

为下一跳的缺省路由。主机发往其他网段的报文将通过缺省路由发往网关，再由网关进行转发，从而实现主机与外部网络的通信。当网关发生故障时，本网段内所有以网关为缺省路由的主机将无法与外部网络通信。

IPC-1

IPC-2IPC-3

NETWORK

图2. 常规单核心组网图

缺省路由为用户的配置操作提供了方便，但是对缺省网关设备提出了很高的稳定性要求。增加出口网关是提高系统可靠性的常见方法，此时如何在多个出口之间进行选路就成为需要解决的问题。

VRRP （Virtual Router Redundancy Protocol ，虚拟路由器冗余协议）将可以承担网关功能的交换机加入到备份组中，形成一台虚拟路由器，由VRRP 的选举机制决定哪台交换机承担转发任务，局域网内的主机只需将虚拟路由器配置为缺省网关。

VRRP 是一种容错协议，在提高可靠性的同时，简化了主

机的配置。在具有多播或广播能力的局域网（如以太网）中，借助VRRP能在某台设备出现故障时仍然提供高可靠的缺省链路，有效避免单一链路发生故障后网络中断的问题，而无需修改动态路由协议、路由发现协议等配置信息。

VRRP将局域网内的一组交换机划分在一起，称为一个备份组。备份组由一个Master交换机和多个Backup交换机组成，功能上相当于一台虚拟路由器。

VRRP备份组具有以下特点：

➢虚拟路由器具有IP地址。局域网内的主机仅需要知道这个虚拟路由器的IP地址，并将其设置为缺省路由的下一跳地址。

➢网络内的主机通过这个虚拟路由器与外部网络进行通信。

➢备份组内的交换机根据优先级，选举出Master交换机，承担网关功能。当备份组内承担网关功能的Master交换机发生故障时，其余的交换机将取代它继续履行网关职责，从而保证网络内的主机不间断地与外部网络进行通信。

IPC-1

IPC-2

IPC-3

NETWORK

备交换机

图3. VRRP 组网示意图

如上图所示，主交换机和备交换机组成一个虚拟交换机。此虚拟交换机有自己的IP 地址。IPC 将虚拟交换机设置为缺省网关。主交换机和备交换机中优先级最高的交换机作为Master 交换机，承担网关的功能。其余一台交换机作为Backup 交换机。

核心交换机作为整个景区传输网络的中心节点，通过在核心层设备上启用VRRP 协议的支持，我们可以有效的发挥双物理核心交换机的冗余特性，为终端提供网关级的冗余，提高了传输网络容灾能力。

➢ 虚拟化组网的应用

交换机虚拟化的核心思想是将多台物理设备连接在一

起，进行必要的配置后，虚拟化成一台设备。使用这种虚拟化技术可以集合多台设备的硬件资源和软件处理能力，实现多台设备的协同工作、统一管理和不间断维护。