最近、友人が、スイッチは何台のネットワーク監視カメラを駆動できるのかと尋ねました。200 万台のネットワーク カメラにギガビット スイッチを何台接続できますか?24 のネットワーク ヘッド、24 ポート 100M スイッチを使用できますか?そんな問題。今回はスイッチのポート数とカメラの数の関係を見てみましょう！
1. コードストリームとカメラの数量に応じて選択します
1. カメラコードストリーム
スイッチを選択する前に、まず各画像が占める帯域幅を把握します。
2. カメラの数
3. スイッチの帯域幅容量を把握します。一般的に使用されるスイッチは、100M スイッチとギガビット スイッチです。実際の帯域幅は一般に理論値の 60 ～ 70% にすぎないため、ポートの利用可能な帯域幅はおよそ 60Mbps または 600Mbps になります。
例：
使用している IP カメラのブランドに応じて 1 つのストリームを確認し、スイッチに接続できるカメラの数を見積もります。例えば ：
①130万：単一の960pカメラストリームは通常4Mですが、100Mスイッチを使用すると15台（15×4=60M）接続できます。ギガビットスイッチを使用すると、150 (150×4=600M) を接続できます。
②200万：1080Pカメラ、シングルストリーム通常8M、100Mスイッチで7台接続可能（7×8=56M）。ギガビット スイッチを使用すると、75 台 (75×8=600M) を接続できます。これらが主流です。H.264 カメラを例として説明します。H.265 は半分になります。
ネットワーク トポロジの観点から見ると、ローカル エリア ネットワークは通常 2 ～ 3 層の構造になります。カメラに接続する端はアクセス層であり、多数のカメラを 1 つのスイッチに接続しない限り、通常は 100M スイッチで十分です。
アグリゲーション レイヤとコア レイヤは、スイッチが集約するイメージの数に応じて計算する必要があります。計算方法は次のとおりです。960P ネットワーク カメラに接続されている場合、通常 15 チャンネルの画像内では 100M スイッチを使用します。15 チャネルを超える場合は、ギガビット スイッチを使用します。1080P ネットワーク カメラに接続されている場合、通常 8 チャンネルの画像内では 100M スイッチを使用し、8 チャンネルを超える場合はギガビット スイッチを使用します。
第二に、スイッチの選択要件
監視ネットワークはコア層、アグリゲーション層、アクセス層の3層アーキテクチャとなっています。
1. アクセス レイヤ スイッチの選択
条件 1: カメラ コード ストリーム: 4Mbps、カメラ 20 台では 20*4=80Mbps。
つまり、アクセス レイヤ スイッチのアップロード ポートは 80Mbps/s の伝送速度要件を満たす必要があります。スイッチの実際の伝送速度 (通常、公称値の 50%、100M は約 50M) を考慮して、アクセス層スイッチは 1000M アップロード ポートを持つスイッチを選択する必要があります。
条件 2: スイッチのバックプレーン帯域幅。2 つの 1000M ポート、合計 26 ポートを備えた 24 ポート スイッチを選択した場合、アクセス レイヤでのスイッチのバックプレーン帯域幅要件は次のようになります。(24*100M*2+ 1000*2*2 )/1000=8.8Gbps バックプレーン帯域幅。
条件 3: パケット転送レート: 1000M ポートのパケット転送レートは 1.488Mpps/s であり、アクセス レイヤでのスイッチのスイッチング レートは (24*100M/1000M+2)*1.488=6.55Mpps となります。
上記の条件によると、20 台の 720P カメラがスイッチに接続されている場合、要件を満たすにはスイッチに少なくとも 1 つの 1000M アップロード ポートと 20 個を超える 100M アクセス ポートが必要です。
2. アグリゲーションレイヤスイッチの選択
合計 5 台のスイッチが接続されており、各スイッチに 20 台のカメラがあり、コード ストリームが 4M の場合、アグリゲーション レイヤーのトラフィックは 4Mbps*20*5=400Mbps となり、アグリゲーション レイヤーのアップロード ポートは上記を超える必要があります。 1000M。
5 つの IPC がスイッチに接続されている場合、通常は 8 ポートのスイッチが必要です。
8 ポート スイッチは要件を満たしていますか?それは次の 3 つの側面から見ることができます。
バックプレーン帯域幅: ポート数 * ポート速度 * 2 = バックプレーン帯域幅、つまり 8 * 100 * 2 = 1.6 Gbps。
パケット交換レート: ポート数*ポート速度/1000*1.488Mpps=パケット交換レート、つまり、8*100/1000*1.488=1.20Mpps。
一部のスイッチのパケット交換レートはこの要件を満たせないように計算される場合があるため、大容量を扱う場合に遅延が発生しやすい非ワイヤスピード スイッチです。
カスケード ポートの帯域幅: IPC ストリーム * 数量 = アップロード ポートの最小帯域幅、つまり 4.*5=20Mbps。通常、IPC 帯域幅が 45Mbps を超える場合は、1000M カスケード ポートを使用することをお勧めします。
3. スイッチの選び方
たとえば、500 台を超える高解像度カメラと 3 ～ 4 メガバイトのコード ストリームを備えたキャンパス ネットワークがあります。ネットワーク構造はアクセス層-アグリゲーション層-コア層に分かれます。アグリゲーション レイヤーに格納されると、各アグリゲーション レイヤーは 170 台のカメラに対応します。
直面する問題: 製品の選び方、100M と 1000M の違い、ネットワーク内の画像の伝送に影響を与える原因は何なのか、スイッチに関連する要因は何なのか…。
1. バックプレーンの帯域幅
すべてのポートの容量の合計の 2 倍 x ポート数が公称バックプレーン帯域幅未満である必要があり、全二重ノンブロッキング ワイヤスピード スイッチングが可能になり、スイッチがデータ スイッチング パフォーマンスを最大化する条件を備えていることが証明されます。
例: 最大 48 ギガビット ポートを提供できるスイッチの場合、すべてのポートが全二重の場合にノンブロッキングのワイヤスピード パケット スイッチングを提供できるようにするには、その全構成容量が 48 × 1G × 2 = 96Gbps に達する必要があります。 。
2. パケット転送速度
フルコンフィギュレーションのパケット転送速度 (Mbps) = フルコンフィギュレーションされた GE ポートの数 × 1.488Mpps + フルコンフィギュレーションされた 100M ポートの数 × 0.1488Mpps、パケット長が 64 バイトの場合の 1 ギガビット ポートの理論上のスループットは 1.488Mpps です。
たとえば、スイッチが最大 24 のギガビット ポートを提供でき、要求されたパケット転送レートが 35.71 Mpps (24 x 1.488 Mpps = 35.71) 未満の場合、スイッチはブロッキング ファブリックで設計されていると考えるのが妥当です。
一般に、十分なバックプレーン帯域幅とパケット転送速度を備えたスイッチが適切なスイッチです。
比較的大きなバックプレーンと比較的小さなスループットを備えたスイッチは、アップグレードおよび拡張機能を維持できることに加えて、ソフトウェア効率や専用チップ回路設計に問題があります。比較的小さなバックプレーンと比較的大きなスループットを備えたスイッチは、全体的なパフォーマンスが比較的高くなります。
カメラのコード ストリームは、通常、ビデオ伝送のコード ストリーム設定 (エンコード送受信機器のエンコードおよびデコード能力などを含む) である明瞭さに影響します。これは、フロントエンド カメラのパフォーマンスであり、ネットワークとは関係ありません。
通常、ユーザーはこの明瞭度が高くないと考えており、ネットワークが原因であるという考えは実は誤解です。
上記のケースに従って、次のように計算します。
ストリーム: 4Mbps
アクセス: 24*4=96Mbps<1000Mbps<4435.2Mbps
アグリゲーション: 170*4=680Mbps<1000Mbps<4435.2Mbps
3. アクセススイッチ
主な考慮事項は、アクセスとアグリゲーションの間のリンク帯域幅です。つまり、スイッチのアップリンク容量は、同時に収容できるカメラの数 * コード レートよりも大きい必要があります。このように、リアルタイムのビデオ録画には問題ありませんが、ユーザーがリアルタイムでビデオを見ている場合は、この帯域幅を考慮する必要があります。各ユーザーがビデオを視聴するために占有する帯域幅は 4M です。1 人が視聴する場合、カメラの台数 * ビットレート * (1+N) の帯域幅、つまり 24*4*(1+1)=128M が必要です。
4. アグリゲーションスイッチ
アグリゲーション レイヤーは、170 台のカメラの 3 ～ 4M ストリーム (170*4M=680M) を同時に処理する必要があります。これは、アグリゲーション レイヤー スイッチが 680M を超えるスイッチング容量の同時転送をサポートする必要があることを意味します。通常、ストレージはアグリゲーションに接続されているため、ビデオ録画はワイヤ スピードで転送されます。ただし、リアルタイムの表示と監視の帯域幅を考慮すると、各接続は 4M を占有し、1000M リンクはデバッグおよび呼び出し対象の 250 台のカメラをサポートできます。各アクセス スイッチは 24 台のカメラ (250/24) に接続されています。これは、ネットワークが各カメラをリアルタイムで同時に表示する 10 人のユーザーの圧力に耐えることができることを意味します。
5. コアスイッチ
コア スイッチは、スイッチング容量とアグリゲーションへのリンク帯域幅を考慮する必要があります。ストレージはアグリゲーション層に配置されているため、コア スイッチにはビデオ録画のプレッシャーがありません。つまり、何人が同時に何チャンネルのビデオを視聴するかを考慮するだけで済みます。
この場合、同時に 10 人が監視していると仮定すると、各人は 16 チャンネルのビデオを視聴します。つまり、交換容量は
10*16*4=640M。
6. 選択フォーカスの切り替え
ローカル エリア ネットワークでビデオ監視用のスイッチを選択する場合、ユーザーは通常、コア スイッチを介して接続してビデオを取得するため、アクセス レイヤ スイッチとアグリゲーション レイヤ スイッチの選択には通常、スイッチング容量の要素のみを考慮する必要があります。さらに、主な負荷はアグリゲーション層のスイッチにかかるため、スイッチは保存されたトラフィックの監視だけでなく、リアルタイムでの監視と通話の監視にも負荷がかかるため、適切なアグリゲーションを選択することが非常に重要です。スイッチ。
投稿日時: 2022 年 3 月 17 日