چگونه در پروژه مانیتورینگ سوئیچ را به درستی انتخاب کنیم؟

اخیرا یکی از دوستان پرسیده بود یک سوئیچ چند دوربین مداربسته تحت شبکه می تواند درایو کند؟چند سوئیچ گیگابیتی را می توان به 2 میلیون دوربین شبکه متصل کرد؟24 هد شبکه، آیا می توانم از سوئیچ 24 پورت 100M استفاده کنم؟چنین مشکلیامروز بیایید نگاهی به رابطه بین تعداد پورت سوئیچ و تعداد دوربین بیندازیم!

1. با توجه به جریان کد و کمیت دوربین انتخاب کنید
1. جریان کد دوربین
قبل از انتخاب سوئیچ، ابتدا مشخص کنید که هر تصویر چقدر پهنای باند را اشغال می کند.
2. تعداد دوربین ها
3. برای تعیین ظرفیت پهنای باند سوئیچ.سوئیچ های رایج مورد استفاده سوئیچ های 100M و سوئیچ های گیگابیتی هستند.پهنای باند واقعی آنها معمولاً تنها 60 تا 70 درصد از مقدار تئوری است، بنابراین پهنای باند موجود پورت های آنها تقریباً 60 مگابیت در ثانیه یا 600 مگابیت در ثانیه است.
مثال:
با توجه به برند دوربین IP که استفاده می کنید، به یک جریان واحد نگاه کنید و سپس تخمین بزنید که چند دوربین را می توان به یک سوئیچ متصل کرد.مثلا :
①1.3 میلیون: یک جریان دوربین 960p معمولاً 4M است، با یک سوئیچ 100M می توانید 15 واحد (15×4=60M) را متصل کنید.با یک سوئیچ گیگابیت می توانید 150 (150×4=600M) را وصل کنید.
②2 میلیون: دوربین 1080P با یک جریان واحد معمولاً 8M، با یک سوئیچ 100M، می توانید 7 واحد (7×8=56M) را متصل کنید.با یک سوئیچ گیگابیتی می توانید 75 واحد (75×8=600M) را وصل کنید.
از نظر توپولوژی شبکه، یک شبکه محلی معمولاً یک ساختار دو تا سه لایه است.انتهایی که به دوربین متصل می شود لایه دسترسی است و یک سوئیچ 100M به طور کلی کافی است، مگر اینکه تعداد زیادی دوربین را به یک سوئیچ متصل کنید.
لایه تجمع و لایه هسته باید با توجه به تعداد تصاویری که سوئیچ جمع می کند محاسبه شود.روش محاسبه به شرح زیر است: اگر به یک دوربین شبکه 960P متصل است، معمولاً در 15 کانال از تصاویر، از یک سوئیچ 100M استفاده کنید.اگر بیش از 15 کانال دارید، از یک سوئیچ گیگابیتی استفاده کنید.اگر به یک دوربین شبکه 1080P متصل است، به طور کلی در 8 کانال از تصاویر، از یک سوئیچ 100M استفاده کنید، بیش از 8 کانال از سوئیچ های گیگابیتی استفاده می کنند.
دوم، الزامات انتخاب سوئیچ
شبکه مانیتورینگ دارای معماری سه لایه است: لایه هسته، لایه تجمع و لایه دسترسی.
1. انتخاب سوئیچ های لایه دسترسی
شرط 1: جریان کد دوربین: 4 مگابیت در ثانیه، 20 دوربین 20*4=80 مگابیت در ثانیه است.
به این معنا که پورت آپلود سوئیچ لایه دسترسی باید سرعت انتقال 80 مگابیت بر ثانیه را برآورده کند.با در نظر گرفتن نرخ انتقال واقعی سوئیچ (معمولاً 50٪ مقدار اسمی، 100M حدود 50M است)، بنابراین لایه دسترسی سوئیچ باید یک سوئیچ با پورت آپلود 1000M انتخاب کند.
شرط 2: پهنای باند backplane سوئیچ، اگر یک سوئیچ 24 پورت با دو پورت 1000M، مجموعا 26 پورت انتخاب کنید، پس پهنای باند backplane مورد نیاز سوئیچ در لایه دسترسی عبارتند از: (24*100M*2+). 1000*2*2)/1000=8.8Gbps پهنای باند صفحه پشتی.
شرط 3: نرخ ارسال بسته: نرخ ارسال بسته در یک پورت 1000M 1.488Mpps/s است، سپس نرخ سوئیچ سوئیچ در لایه دسترسی: (24*100M/1000M+2)*1.488=6.55Mpps است.
با توجه به شرایط فوق، هنگامی که 20 دوربین 720P به یک سوئیچ متصل می شوند، سوئیچ باید حداقل یک پورت آپلود 1000M و بیش از 20 پورت دسترسی 100M داشته باشد تا الزامات را برآورده کند.

2. انتخاب سوئیچ های لایه تجمع
اگر در مجموع 5 سوئیچ وصل شده باشد، هر سوئیچ 20 دوربین داشته باشد و جریان کد 4M باشد، ترافیک لایه تجمیع: 4Mbps*20*5=400Mbps است، پس پورت آپلود لایه تجمع باید بالاتر باشد. 1000 میلیون
اگر 5 IPC به یک سوئیچ متصل است، معمولاً یک سوئیچ 8 پورت مورد نیاز است، پس این
آیا سوئیچ 8 پورت الزامات را برآورده می کند؟از سه جنبه زیر قابل مشاهده است:
پهنای باند Backplane: تعداد پورت*سرعت پورت*2=پهنای باند backplane یعنی 8*100*2=1.6Gbps.
نرخ تبادل بسته: تعداد پورت*سرعت پورت/1000*1.488Mpps=نرخ تبادل بسته، یعنی 8*100/1000*1.488=1.20Mpps.
نرخ مبادله بسته برخی از سوئیچ ها گاهی اوقات به گونه ای محاسبه می شود که نمی تواند این نیاز را برآورده کند، بنابراین یک سوئیچ بدون سرعت سیم است که به راحتی در هنگام کار با مقادیر با ظرفیت بالا باعث تاخیر می شود.
پهنای باند پورت آبشاری: جریان IPC * مقدار = حداقل پهنای باند پورت آپلود، یعنی 4.*5=20Mbps.به طور معمول، زمانی که پهنای باند IPC از 45 مگابیت در ثانیه بیشتر می شود، توصیه می شود از یک پورت آبشاری 1000M استفاده کنید.
3. نحوه انتخاب سوئیچ
به عنوان مثال، یک شبکه دانشگاهی با بیش از 500 دوربین با کیفیت بالا و یک جریان کد 3 تا 4 مگابایتی وجود دارد.ساختار شبکه به لایه دسترسی - لایه تجمع - لایه هسته تقسیم می شود.ذخیره شده در لایه تجمع، هر لایه تجمعی مربوط به 170 دوربین است.
مشکلات پیش رو: نحوه انتخاب محصولات، تفاوت بین 100M و 1000M، دلایلی که بر انتقال تصاویر در شبکه تاثیر می گذارد و چه عواملی به سوییچ مربوط می شود…
1. پهنای باند Backplane
2 برابر مجموع ظرفیت همه پورت‌ها x تعداد پورت‌ها باید کمتر از پهنای باند اسمی صفحه پشتی باشد، که امکان سوئیچینگ سرعت سیم بدون انسداد تمام دوبلکس را فراهم می‌کند و ثابت می‌کند که سوئیچ شرایطی را دارد که عملکرد سوئیچینگ داده را به حداکثر برساند.
به عنوان مثال: یک سوئیچ که می تواند تا 48 پورت گیگابیت را ارائه دهد، ظرفیت پیکربندی کامل آن باید به 48 × 1G × 2 = 96Gbps برسد، تا اطمینان حاصل شود که وقتی همه پورت ها در حالت دوبلکس هستند، می تواند سوئیچینگ بسته با سرعت سیم بدون مسدود کردن را فراهم کند. .
2. نرخ حمل و نقل بسته
نرخ ارسال بسته با پیکربندی کامل (Mbps) = تعداد پورت‌های GE کاملاً پیکربندی شده × 1.488Mpps + تعداد پورت‌های کاملاً پیکربندی شده 100M × 0.1488Mpps، و توان عملیاتی تئوری یک پورت گیگابیتی زمانی که طول بسته 1.84 مگابایت است 6.84 مگابایت باشد.
به عنوان مثال، اگر سوئیچ بتواند حداکثر 24 پورت گیگابیت را ارائه دهد و نرخ ارسال بسته ادعایی کمتر از 35.71 Mpps (24 x 1.488Mpps = 35.71) باشد، منطقی است که فرض کنیم سوئیچ با یک پارچه مسدود کننده طراحی شده است.
به طور کلی، سوئیچ با پهنای باند صفحه پشتی کافی و نرخ ارسال بسته، سوئیچ مناسبی است.
یک سوئیچ با یک backplane نسبتاً بزرگ و یک توان عملیاتی نسبتاً کوچک، علاوه بر حفظ توانایی ارتقا و گسترش، با کارایی نرم‌افزار/طراحی مدار تراشه اختصاصی مشکل دارد.یک سوئیچ با صفحه پشتی نسبتاً کوچک و توان عملیاتی نسبتاً بزرگ عملکرد کلی نسبتاً بالایی دارد.
جریان کد دوربین بر وضوح تأثیر می گذارد که معمولاً تنظیم جریان کد انتقال ویدیو (شامل قابلیت های رمزگذاری و رمزگشایی تجهیزات ارسال و دریافت رمزگذاری و غیره) است که عملکرد دوربین جلویی است و دارای ربطی به شبکه نداره
معمولاً کاربران فکر می کنند که وضوح بالا نیست و این تصور که توسط شبکه ایجاد شده است در واقع یک سوء تفاهم است.
با توجه به حالت فوق محاسبه کنید:
جریان: 4 مگابیت در ثانیه
دسترسی: 24*4=96Mbps<1000Mbps<4435.2Mbps
تجمع: 170*4=680Mbps<1000Mbps<4435.2Mbps
3. سوئیچ دسترسی
توجه اصلی، پهنای باند پیوند بین دسترسی و تجمیع است، یعنی ظرفیت آپلینک سوئیچ باید بیشتر از تعداد دوربین‌هایی باشد که می‌توان همزمان در آن قرار داد * نرخ کد.به این ترتیب فیلمبرداری بلادرنگ مشکلی ندارد، اما اگر کاربر در حال تماشای ویدیو به صورت بلادرنگ است، این پهنای باند باید در نظر گرفته شود.پهنای باندی که هر کاربر برای مشاهده ویدیو اشغال می کند 4M است.وقتی یک نفر در حال تماشا است، پهنای باند تعداد دوربین * نرخ بیت * (1+N) مورد نیاز است، یعنی 24*4*(1+1)=128M.
4. سوئیچ تجمع
لایه تجمع باید جریان 3-4M (170*4M=680M) 170 دوربین را همزمان پردازش کند، به این معنی که سوئیچ لایه تجمع باید از ارسال همزمان بیش از 680M ظرفیت سوئیچینگ پشتیبانی کند.به طور کلی، فضای ذخیره سازی به تجمع متصل است، بنابراین ضبط ویدئو با سرعت سیم ارسال می شود.با این حال، با توجه به پهنای باند مشاهده و نظارت بلادرنگ، هر اتصال 4M اشغال می کند و یک لینک 1000M می تواند از 250 دوربین برای رفع اشکال و فراخوانی پشتیبانی کند.هر سوئیچ دسترسی به 24 دوربین 250/24 متصل است، به این معنی که شبکه می تواند فشار 10 کاربر را که همزمان هر دوربین را مشاهده می کنند، تحمل کند.

5. سوئیچ هسته
سوئیچ هسته باید ظرفیت سوئیچینگ و پهنای باند پیوند را در نظر بگیرد.از آنجایی که ذخیره سازی در لایه تجمع قرار می گیرد، سوئیچ هسته فشار ضبط ویدیو را ندارد، یعنی فقط باید در نظر بگیرد که چند نفر چند کانال ویدیو را همزمان تماشا می کنند.
با فرض اینکه در این حالت، 10 نفر به طور همزمان نظارت دارند، هر نفر 16 کانال ویدیو را تماشا می کند، یعنی ظرفیت تبادل باید بیشتر از
10*16*4=640M.
6. تمرکز انتخاب را تغییر دهید
هنگام انتخاب سوئیچ‌ها برای نظارت تصویری در یک شبکه محلی، انتخاب سوئیچ‌های لایه دسترسی و لایه تجمع معمولاً تنها نیاز به در نظر گرفتن فاکتور ظرفیت سوئیچینگ دارد، زیرا کاربران معمولاً از طریق سوئیچ‌های اصلی به ویدیو متصل می‌شوند و دریافت می‌کنند.علاوه بر این، از آنجایی که فشار اصلی روی سوئیچ ها در لایه تجمع است، نه تنها وظیفه نظارت بر ترافیک ذخیره شده، بلکه فشار مشاهده و نظارت بر فراخوانی در زمان واقعی را نیز بر عهده دارد، بنابراین انتخاب تجمع مناسب بسیار مهم است. سوئیچ ها