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智能化弱电系统工程,该如何选择合适的网络交换机?

发表时间:2021-05-08 09:46

在设计一个系统的网络时,选择交换机尤为体现专业知识和项目的大局观,由于有部分同行可能之前一直接触的都是小项目,对交换机选型无关紧要,碰到稍微有点规模的交换机就不知道怎么选型了,下面将介绍一些选型需要掌握的知识。


一、首先要知道与交换机有关的一些重要参数

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,以华为S1724G为例,该款交换机有24个千兆口。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

以华为S2700-26TP-SI为例,该交换机有24个百兆口,两个千兆上联口。包转发率=24*0.1488Mpps+2*1.488Mpps=6.5472Mpps。

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。


二、针对系统网络结构设计

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;如果在一栋楼内项目,建议设计两层结构的网络拓扑,即,接入层、核心层;对于特殊建筑需要考虑到热备,热备分为核心层热备、汇聚层热备、接入层热备(即每一层有两台同样配置的交换机,一台坏掉,另一台马上正常工作,不受影响)


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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。


常见的监控系统该怎么选交换机?需要看背板带宽、包转发率吗?


答:监控系统选交换机,只要看背板带宽、交换机端口速率,包转发不用看,因为监控不靠交换机进行包转发。


三、选型时注意事项:

1、先计算接入层交换机的背板带宽、包转发是否满足,然后逐级计算汇聚层(接入层总和需求)、核心层的参数(整个系统需求的背板带宽、包转发总和)


2、如果这个网络系统只需要接入一个系统且总设备量少于或等于254,可选用傻瓜交换机;大于508的话,直接用三层交换机。(强烈建议大于254就选三层交换机)


3、如果这个网络系统需要接入多个系统,不用考虑接入设备量多少,都应选择三层交换机,如果为了省成本,可以在接入层接入全部只接入一个系统的设备,在汇聚和核心采用三层交换机的方式。


4、交换机建议选择知名企业产品(中兴、华为、锐捷)。

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