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中级工程师
经常有朋友在本人QQ群或者微信朋友圈问，怎么我的网络又故障了？视频掉线要么卡顿？ 故障怎么解决啊 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200万网络摄像机几个？24个网络头，用一台24口百兆交换机行不行？这样的问题我们之前曾多次讲到过，今天就再系统的进行了解，加深一下大家的影响。
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。
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 ***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+)/Gbps 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/.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 ***换机，那么这个 8 ***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/Mpps=包交换率，即8*100/=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，到底该如何选择交换机？
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……
1、背板带宽
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。
5、核心交换机
核心交换机，需要考虑交换容量以及到汇聚的链路带宽，因为存储是放置在汇聚层的，所以核心交换机没有视频录像的压力，即只要考虑同时多少人看多少路视频即可。
假设该案例内，同时有 10 人监看，每人看 16 路视频，即交换容量需要大于 10*16*4=640M。
6、交换机选择重点
局域网内的视频监控进行交换机选择时，接入层和汇聚层交换机的选择通常只需要考虑交换容量的因素就够了，因为用户通常都是通过核心交换机连接并获取视频的。
另外，由于主要压力是在汇聚层交换机，因为既要承担监控存储的流量，还要承担实时查看调用监控的压力，所以选择适用的汇聚交换机显得非常重要
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本帖最后由 ztzhq 于
12:26 编辑
不错 很全面
引用:原帖由 ztzhq 于
11:25 发表
经常有朋友在本人QQ群或者微信朋友圈问，怎么我的网络又故障了？视频掉线要么卡顿？ 故障怎么解决啊 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200万网络摄像机几个？24个网络头，用一台24口百兆交换机行不行？这样 ... 你好，请问我现在有个场景。
250个2M码流的监控，需要购买交换机组网，监控是独立供电，两层网络。
接入层（就是用来接监控的）用S2700-18TP-SI-AC 12台，和S2700-26TP-SI-AC 2台，这14台交换机都是用来接监控摄像头，一台S5720s-28p-SI-ac交换机用来做核心，接入跟核心之间是通过千兆电口连接。然后核心除了要接下面的接入交换机外，还要接7台NVR，一台视频解码器，核心上面可能还会接几台监控，不知道这个配置能否承载这个业务量。
S2700-18TP-SI-AC交换容量32G，包转发率5.4Mpps 16个百兆电口，两个光电复用口
S2700-26TP-SI-AC交换容量32G，包转发率6.6Mpps 24个百兆电口，两个光电复用口
S5720s-28p-SI-ac交换容量336G，包转发率108Mpps 24个千兆电口，四个光口
本帖最后由 futurejunjie 于
18:44 编辑
引用:原帖由 futurejunjie 于
18:40 发表
你好，请问我现在有个场景。
250个2M码流的监控，需要购买交换机组网，监控是独立供电，两层网络。
接入层（就是用来接监控的）用S2700-18TP-SI-AC 12台，和S2700-26TP-SI-AC 2台，这14台交换机都是用来接监控摄像头，一台S5720s-28p- ... 不够。如果离的远，最好能能在核心层多用光口。用汇聚。就你这套设备我们也在用。我们才76个头。已经不能用主流码了。我们还是用了2端口聚合。
&大师，什么是快乐的秘诀?&
&不要和愚者争论.&
&大师，我完全不同意这就是秘诀.&
&是的，你是对的。&
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
感谢楼主，又学到了新的知识
引用:原帖由 lygzhan 于
08:04 发表
不够。如果离的远，最好能能在核心层多用光口。用汇聚。就你这套设备我们也在用。我们才76个头。已经不能用主流码了。我们还是用了2端口聚合。 好的，谢谢，集成商执意先用这个核心试试，不行的话就给他换5720-ei的试试。
引用:原帖由 futurejunjie 于
22:12 发表
好的，谢谢，集成商执意先用这个核心试试，不行的话就给他换5720-ei的试试。 集成商会降低你的码流。不然肯定是不够的。
&大师，什么是快乐的秘诀?&
&不要和愚者争论.&
&大师，我完全不同意这就是秘诀.&
&是的，你是对的。&
资深技术经理
引用:原帖由 futurejunjie 于
18:40 发表
你好，请问我现在有个场景。
250个2M码流的监控，需要购买交换机组网，监控是独立供电，两层网络。
接入层（就是用来接监控的）用S2700-18TP-SI-AC 12台，和S2700-26TP-SI-AC 2台，这14台交换机都是用来接监控摄像头，一台S5720s-28p- ... 够了，别听他们瞎扯
250*2Mbps码率，速率也才500Mbps，千兆都用不完。
主要是保证上联是千兆即可， 所以最好用光纤。网线容易干扰，不稳定，特别是室外。
最后你还不如看紧下施工方用什么网线，大多数监控施工队都用那种两三百块钱一箱的网线（4铜4铝/铁，或者铜包铝），得过且过。
当然这套网络只能跑监控，不能跑其他业务。
本帖最后由 erfdcv 于
07:05 编辑
中级工程师
引用:原帖由 erfdcv 于
07:02 发表
够了，别听他们瞎扯
250*2Mbps码率，速率也才500Mbps，千兆都用不完。
主要是保证上联是千兆即可， 所以最好用光纤。网线容易干扰，不稳定，特别是室外。
最后你还不如看紧下施工方用什么网线，大多数监控施工队都用那种两三百 ... 为什么 中国 做不出 好东西 就是 缺乏德国 日本 那种 工匠精神 ；
本帖最后由 lygzhan 于
09:36 编辑
承接各类光纤、无线、通信工程;详情请关注官方QQ及微信（）
资深技术经理
[quote]原帖由 ztzhq 于
08:11 发表
(182.08 KB)
本帖最后由 lygzhan 于
09:35 编辑
引用:原帖由 ztzhq 于
11:25 发表
经常有朋友在本人QQ群或者微信朋友圈问，怎么我的网络又故障了？视频掉线要么卡顿？ 故障怎么解决啊 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200万网络摄像机几个？24个网络头，用一台24口百兆交换机行不行？这样 ... 这种帖子满大街都是，肯本没有说到重点上去，我们接入层S2700-26TP-SI 满载1080P,更改码流2048M 也就是说 24口X2048M&&上行光纤，没有任何问题！
如果超过了24路摄像机，我们在加一台S2700-26TP-SI&&做级联，级联是用百兆口，只有1台上行光纤 也没有问题，请问你怎么解释百兆交换机按百兆速度百分之70利用率的算法？
资深技术经理
引用:原帖由
07:31 发表
这种帖子满大街都是，肯本没有说到重点上去，我们接入层S2700-26TP-SI 满载1080P,更改码流2048M 也就是说 24口X2048M&&上行光纤，没有任何问题！
如果超过了24路摄像机，我们在加一台S2700-26TP-SI&&做级联，级联是用百兆口，只 ... 看他的帖子和回复，简直就是个ZZ。
网上到处扒文。
还有就是，很多搞监控的本身就不是网络科班出身的，出现问题，根本不能从原理上了解问题的原因，只能靠经验分析。
最后就是，码流2048M ？你没写错？
厉害了，很全面
中级工程师
引用:原帖由 erfdcv 于
14:54 发表
看他的帖子和回复，简直就是个ZZ。
网上到处扒文。
还有就是，很多搞监控的本身就不是网络科班出身的，出现问题，根本不能从原理上了解问题的原因，只能靠经验分析。
最后就是，码流2048M ？你没写错？ ... 你是个什么东西 ？有什么资格评价别人 ？？
承接各类光纤、无线、通信工程;详情请关注官方QQ及微信（）
资深技术经理
引用:原帖由 ztzhq 于
10:22 发表
你是个什么东西 ？有什么资格评价别人 ？？ 你是个什么东西，不能让人评论？背板带宽与端口速率计算
现在的交换机厂商在技术上到处忽悠我们的中国的用户，提出的技术参数在的不得了，让用户摸不清头脑，希望我们的用户能正确对待参数!!!
一、计算公式说明
交换机的背板带宽，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，一般的交换机的背板带宽从几Gbps到上百Gbps不等。一台交换机的背板带宽越高，所能处理数据的能力就越强，但同时设计成本也会越高。
一般来讲，计算方法如下:
（1）线速的背板带宽
考察交换机上所有端口能提供的总带宽。计算公式为端口数&相应端口速率&2（全双工模式）如果总带宽≤标称背板带宽，那么在背板带宽上是线速的。
（2）第二层包转发线速
第二层包转发率=千兆端口数量& 1.488Mpps+百兆端口数量&
0.1488Mpps+其余类型端口数&相应计算方法，如果这个速率能≤标称二层包转发速率，那么交换机在做第二层交换的时候可以做到线速。
（3）第三层包转发线速
第三层包转发率=千兆端口数量&1.488Mpps+百兆端口数量&
0.1488Mpps+其余类型端口数&相应计算方法，如果这个速率能≤标称三层包转发速率，那么交换机在做第三层交换的时候可以做到线速。
所以说，如果能满足上面三个条件，那么我们就说这款交换机真正做到了线性无阻塞
背板带宽资源的利用率与交换机的内部结构息息相关。目前交换机的内部结构主要有以下几种：一是共享内存结构，这种结构依赖中心交换引擎来提供全端口的高性能连接，由核心引擎检查每个输入包以决定路由。这种方法需要很大的内存带宽、很高的管理费用，尤其是随着交换机端口的增加，中央内存的价格会很高，因而交换机内核成为性能实现的瓶颈；二是交叉总线结构，它可在端口间建立直接的点对点连接，这对于单点传输性能很好，但不适合多点传输；三是混合交叉总线结构，这是一种混合交叉总线实现方式，它的设计思路是，将一体的交叉总线矩阵划分成小的交叉矩阵，中间通过一条高性能的总线连接。其优点是减少了交叉总线数，降低了成本，减少了总线争用；但连接交叉矩阵的总线成为新的性能瓶颈。
二、端口速率计算
以太网传输最小包长就是64字节、POS口是40字节。包转发线速的衡量标准是以单位时间内发送64byte的数据包（最小包）的个数作为计算基准的。对于千兆以太网来说，计算方法如下：1，000，000，000bps/8bit/（64＋8＋12）byte=1,488,095pps
说明：当以太网帧为64byte时，需考虑8byte的帧头和12byte的帧间隙的固定开销。故一个线速的千兆以太网端口在转发64byte包时的包转发率为1.488Mpps。快速以太网的线速端口包转发率正好为千兆以太网的十分之一，为148.8kpps。
对于万兆以太网，一个线速端口的包转发率为14.88Mpps。
对于千兆以太网，一个线速端口的包转发率为1.488Mpps。
对于快速以太网，一个线速端口的包转发率为0.1488Mpps。
对于OC－12的POS端口，一个线速端口的包转发率为1.17Mpps。
对于OC－48的POS端口，一个线速端口的包转发率为468MppS。
所以说，如果能满足上面三个条件，那么我们就说这款交换机真正做到了线性无阻塞
三、端口总速率
在以太网中，每个帧头都要加上了8个字节的前导符，前导符的作用在于告诉监听设备数据将要到来。然后，以太网中的每个帧之间都要有帧间隙，即每发完一个帧之后要等待一段时间再发另外一个帧，在以太网标准中规定最小是12个字节，然而帧间隙在实际应用中有可能会比12个字节要大，在这里我用了最小值。每个帧都要有20个字节的固定开销，现在我们再来算一下交换机单个端口的实际吞吐量：148，809&（64+8+12）&8≈100Mbps，通过这个公式不难看出，真正的数据交换量占到64/84=76%，交换机端口链路的"线速"数据吞吐量实际上只有76Mbps，另外一部分被用来处理了额外的开销，这两者加起来才是标准的百兆或者千兆。
交换机背板带宽计算方法
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。一台交换机的背板带宽越高，所能处理数据的能力就越强，但同时设计成本也会上去。
但是，我们如何去考察一个交换机的背板带宽是否够用呢？显然，通过估算的方法是没有用的，我认为应该从两个方面来考虑：
1、）所有端口容量X端口数量之和的2倍应该小于背板带宽，可实现全双工无阻塞交换，证明交换机具有发挥最大数据交换性能的条件。
2、）满配置吞吐量(Mpps)=满配置GE端口数&1.488Mpps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，一台最多可以提供64个千兆端口的交换机，其满配置吞吐量应达到
64&1.488Mpps =
95.2Mpps，才能够确保在所有端口均线速工作时，提供无阻塞的包交换。如果一台交换机最多能够提供176个千兆端口，而宣称的吞吐量为不到261.8Mpps(176
x 1.488Mpps = 261.8)，那么用户有理由认为该交换机采用的是有阻塞的结构设计。
一般是两者都满足的交换机才是合格的交换机。
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?
?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。不过背板带宽是可以相信厂家的宣传的，可吞吐量是无法相信厂家的宣传的，因为后者是个设计值，测试很困难的并且意义不是很大。
交换机的背版速率一般是：Mbps,指的是第二层，
对于三层以上的交换才采用Mpps
什么是MAC地址表
交换机之所以能够直接对目的节点发送数据包，而不是像集线器一样以广播方式对所有节点发送数据包，最关键的技术就是交换机可以识别连在网络上的节点的网卡MAC地址，并把它们放到一个叫做MAC地址表的地方。这个MAC地址表存放于交换机的缓存中，并记住这些地址，这样一来当需要向目的地址发送数据时，交换机就可在MAC地址表中查找这个MAC地址的节点位置，然后直接向这个位置的节点发送。所谓MAC地址数量是指交换机的MAC地址表中可以最多存储的MAC地址数量，存储的MAC地址数量越多，那么数据转发的速度和效率也就就越高。
但是不同档次的交换机每个端口所能够支持的MAC数量不同。在交换机的每个端口，都需要足够的缓存来记忆这些MAC地址，所以Buffer（缓存）容量的大小就决定了相应交换机所能记忆的MAC地址数多少。通常交换机只要能够记忆1024个MAC地址基本上就可以了，而一般的交换机通常都能做到这一点，所以如果对网络规模不是很大的情况下，这参数无需太多考虑。当然越是高档的交换机能记住的MAC地址数就越多，这在选择时要视所连网络的规模而定了
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H3C S1024R 百兆交换机
&&H3C S1024R交换机功能实用而简单,专为中小企业而设计,是一款看起来很划算的产品。该机拥有2MB的内存,传输速率为10Mbps/100Mbps,支持IEEE 802.3u、IEEE 802.3和IEEE 802.3x网络标准,应用层级为二级。它的每个端口都支持全线速无阻塞交换,同时还具备自动翻转功能,在全双工802.3x流控及半双工背压流控的模式下,H3C S1024R交换机能以存储-转发的方式交换数据。
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