这是不少新老网工工作中常会遇到的一个问题,不少萌新容易纠结 。
当然,交换机的选型,有很多的重要技术参数需要考虑,硬件上包括百兆/千兆/万兆速率的端口、电口/光口/PoE口、端口数量、mac地址表深度、转发延迟、缓存大小、VLAN、隔离等 。
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从网络层次角度来看,各个层次的要求也是不同的,接入层、汇聚层或者是核心层对于交换机的要求都不一样 。你也还需要考虑固定配置或者是模块化,亦或是可堆叠交换机 。
很多项目就是因为交换机选择不当,出现各种各样的问题,严重影响项目的交付与体验 。
今天,老杨和你分享下交换机选型的时候,需要重点考虑的4个点 。
想详细学习路由交换基础的小友,也欢迎私信老杨,多交流互动 。
01 选择千兆还是百兆?视频监控系统的网络中,需要传输大量、持续的视频数据,这就要求交换机具有稳定转发数据的能力 。交换机接入的摄像头数量越多,流经该交换机的数据量就会越大 。
我们可以码流想象成水流,交换机就是一个个的水利枢纽,一旦流转的水流超出负荷,大坝就会溃堤 。
同理,如果交换机下的摄像头转发的数据量超出某个端口的转发能力,也同样会造成这个端口丢弃大量的数据,出现问题 。
比如百兆的交换机转发超出100M的数据量,就会造成大量丢包,导致花屏卡顿现象 。
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那么,到底接入多少个摄像头就需要选择千兆交换机呢?
有一个标准,看摄像头上联端口转发数据量的大小:
如果上联端口转发数据量大于70M,就选择千兆端口,即选择千兆交换机或千兆上联交换机 。
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这里有一个快速计算和选择的方法:
带宽值=(子码流+主码流)*通道数*1.2
①带宽值>70M,用千兆
②带宽值<70M,用百兆
举个例子来说明:
有台交换机,接入了20台H.264 200W的摄像机(4+1M),那么按此计算,上联端口的转发速率就是(4+1)*20*1.2=120M>70M,这种情况就要用千兆交换机 。
某些场景里,交换机只有一个端口需要是千兆,但如果不能优化系统结构,平衡流量,那么就需要配千兆交换机或者千兆上联交换机 。
问题1:码流计算过程是很清楚,但是为什么要乘以1.2呢
因为根据网络通讯原理,数据包的封装也是遵循TCP/IP协议的,数据部分需要打上各个协议层的头部字段才能顺利传输,所以头部也会占用一定比例的开销 。
我们经常说的摄像机4M码率、2M码率等,指的其实都是数据部分的大小 。根据数据通信比例,头部开销约占20%,所以公式里要乘以1.2 。
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问题2:为什么是70M不是100M呢?
主要是为了考虑突发流量 。视频数据流是由很多的帧组成的,看似平缓的数据流,实际会发生很多瞬间突发数据,这种情况就需要交换机对数据的波动能够进行缓冲和整流处理 。
交换机对这些数据进行存储-转发-存储-转发,所以建议有一定的预留,设计交换网络时能有30%~40%的预留,一个100M的端口,建议转发流量不超出70M 。
工程上常用的摄像机主要有H.264和H.265两种码率,根据这个码率大小计算:
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我们以H.264 200W摄像机(主子码流按4+1M计算),常见的串联型网络中的带宽计算和交换机选型:
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星型的网络结构如下:
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02 怎么选择核心交换机?大中型的监控网络,通常会按照接入-汇聚-核心三层结构设计 。
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核心交换机是整个网络的数据转发中心,承载着大量的数据流,所以必须保证核心交换机的各个端口转发没有瓶颈 。
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有些人对于核心交换机的选择有一些误区,比如有 200、500 个摄像头 。
如果按照 500*5M=2500M 的方式计算,结果远远大于千兆端口的转发速率,这种项目一定要用万兆交换机吗?
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