详解网络视频监控系统中交换机的选择

引言：                   

随着高清摄像机的使用越来越多，如何选择合适的、满足监控整体网络架构性能的交换机也成了在高清监控系统前期方案制定、项目报价中有着很重要的作用。一个合适的交换机，不仅能够发挥监控网络应有的功能并能够有效减少资源的浪费。

交换机重要参数

　　背板带宽

     背板带宽，是交换机接口处理器或接口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量。背板带宽标志了交换机总的数据交换能力，单位为Gbps，也叫交换带宽。一台交换机的背板带宽越高，处理数据的能力就越强。

     背板带宽计算方法：端口数*端口速度*2=背板带宽，以源拓CS1024-12GF12GE为例，该款交换机有12个千兆电口，12个千兆SFP，背板带宽=24*1000*2/1000=48Gbps。

　　背板带宽≤标称背板带宽，那么交换设备在背板带宽上是线速的，也称无阻塞。

　　转发性能（各端口包转发率之和）

包转发率，也称端口吞吐量，是指路由器在某端口进行的数据包转发能力，单位通常使用pps（包每秒）来衡量。一般来讲，低端的路由器包转发率只有几K到几十Kpps，而高端路由器则能达到几十Mpps（百万包每秒）甚至上百Mpps。包转发率的计算方法：满配置千兆端口数×1.488Mpps+满配置百兆端口数×0.1488Mpps=包转发率 （1个千兆端口在包长为64字节时的理论吞吐量为1.488Mpps，1个百兆端口在包长为64字节时的理论吞吐量为0.1488Mpps）。以源拓CS1018-16F2GE为例，该款交换机有16个百兆光口，2个千兆电口。包转发率=16*0.1488Mpps+2*1.488Mpps=5.3568Mpps。

　　整机转发率≤标称包转发率，那么交换设备在整机转发上是线速的，也称无阻塞。

　　交换机选型建议

　　对于一套大中型网络监控系统其交换机配置一般由接入层、汇聚层、核心层三部分组成。

接入层：

　　可选择8路或16路普通百兆交换机，建议接入交换机上摄像机数量控制在6-10台。

　　我们常用的交换机的实际带宽是理论值的50%-70%，所以一个百兆口的实际带宽在50M-70M。4M*12=48M，因此建议一台百兆接入交换机最大接入12台720P网络摄像机。同时考虑目前网络监控采用动态编码方式，摄像机码流峰值可能会超过4M带宽，同时考虑带宽冗余设计，因此一台百兆接入交换机控制在8台以内时最好的，超过8台建议采用千兆口。

　　汇聚层：

　　性能比接入交换机要求要高，可选择带千上传口的二层交换机。该交换机百兆口与接交换机相连，千兆口与监控中心核心交换机连汇聚交换机上摄像机数量应控制在30台左右。

　　以720P网络摄像机4M码流计算，前端每台接入层交换机上有6台720P网络摄像机，该汇聚交换机下联5台接入层交换机。该汇聚层交换机下总带宽为4M*6*5=120M，因此汇聚交换机与核心交换机级联口应选千兆口。

　　核心层：

　　核心交换机是整个数字监控系统的核心，下联汇聚交换机，上联视频监控平台，存储服务器，数字矩阵等设备，建议选择三层全千兆核心交换机，摄像机数量超过150台考虑三层万兆核心交换机。

      举例       

　　如果5个IPCAM接入一个交换机,我们一般情况下是使用一个8口交换机,那么这个8口交换机是否满足要求? 那么我们至少计算这个交换机3个方面的能力。

1.背板带宽: 端口数*端口速度*2=背板带宽，8*100*2=1.6Gbps/S
2.包交换率: 端口数*端口速度/1000*1.488Mpps=包交换率，8*100/1000*1.488=1.20Mpps/S，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。

3.级联口带宽: IPCAM的码流*数量=上传口的最小带宽,4.5*5=22.5Mbps/S，通常情况下，当IPCAM带宽超过45Mbps时，建议使用1000M级联口。

选型时注意事项：

1、为了管理方便，可选WEB管理型交换机；

2、由于视频流量较大，可选线速交换机；

3、视频数据有突发性的特点，交换机缓存越大越好；

4、交换机的流量控制功能；

5、汇聚交换机和核心交换机建议选择产品质量稳定，技术服务能力强的厂家。