视频监控系统网络中的交换机配置方法

交换机，是监控网络传输设备的核心角色。提起交换机选型，大家可能就想到有很多重要的参数规格需要考虑，硬件上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、隔离等等。特别多的朋友，因为交换机选择不合适，导致出现各种各样的故障、问题，严重影响了项目的交付和体验。下面小编就分享一下选择交换机的时候，重点需要考虑的几个点。

当然，在选择交换机之前，务必要绘制出本项目的拓扑图，一来为了科学合理的规划选型，二来对整个项目了如指掌，便于后期维护。对于拓扑的绘制，不一定需要非常专业的画图技巧或者使用专业的工具，只需要画的清晰明了即可。

下面我们就交换机选型的时候四个问题给大家解答。

No.1

千百兆怎么选?

安防监控的交换网络中，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。交换机下接入的摄像头数量越多，流经该交换机的数据量就会越大。如果我们把码流想象成水流，那么交换机就是一个个的水利枢纽，如果汇集的水流超出负载能力，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，亦会造成这个端口丢弃大量的数据造成问题。

例如，一台百兆的交换机转发了超出100M的数据量，造成大量丢包，出现花屏卡顿。

那么，到底多少个摄像头，选择千兆接口呢?我们选择的唯一标准是：摄像头上联端口转发数据量的大小，如果上联接口承载的数据量大于70M，则这个端口就需要是千兆端口，也就是选择千兆交换机或者千兆上联交换机。

快速计算方法：

带宽值=(子码流+主码流)*通道数*1.2

带宽值>70M，用千兆

带宽值<70M，用百兆

例如一个交换机下连接了20个H.264 200W的摄像头(4+1M)，上联端口的转发速率是5*20*1.2=120M>70M，就需要使用千兆交换机。当然，如果经过你的计算，交换机有一个端口需要是千兆，那就需要配千兆交换机或者千兆上联交换机。

码流计算很清楚，但为什么乘以1.2呢?

根据IP网络通讯原理，数据包是遵循TCP/IP协议进行封装传输，数据部分需要打上各个协议层的头部字段才能顺利传输，所以头部也占用一部分开销。我们经常说的4M码率、2M码率，指的都是数据部分的大小。根据数据通信比例，头部占用开销约20%，所以需要乘以1.2。

数据头部约占20%的开销

为什么是70M不是100M呢?

视频数据流是由很多的帧组成，看似平缓的数据流，实际上是由很多瞬间突发数据组成，这就需要交换机对波动数据进行缓冲、整流处理。简单说，就像河流，看似平静，实际上暗流涌动，有很多小的波浪。交换机需要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。

工程常用的摄像机主要有H.264 4M和H.265 2M两种码率，根据这个码率大小来计算：

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：

星型的网络结构如下：

大家可能会想，智能编码的码率不是极低吗?是不是用了智能编码就可以用百兆交换机?实际上，智能编码确实数倍降低了码率，原来的百兆无法承载的固定码率，用了智能编码是可以有效的降低网络由于带宽瓶颈造成的问题，这也是我们推荐使用智能编码的原因之一。

但是，在工程设计的时候，需要以固定码率或极端网络情况进行考虑和设计，这样才能容忍和预防极端情况的发生。所以计算用百兆交换机还是千兆交换机，还是要参考前面提供的公式，不需要考虑智能编码。

No.2

核心交换机怎么选?

对于大中型的监控网络，会按照接入-汇聚-核心的扁平结构设计。核心交换机是整个网络的数据转发中心，承载着大量的数据量，所以务必需要保证核心交换机的各个端口转发没有瓶颈。

有一些朋友对于核心交换机的选择有一些误区，例如有 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，就不可以使用千兆交换机了吗?必须要万兆交换机吗?不是的，事实上典型的大型监控网络中，流量一定是分布在多个端口，由多个千兆端口进行转发。如下图：

可以看出，每一个端口均没有超出 1000M，而 TP-LINK 全千兆交换机的任何两个千兆端口之间就可以实现 1000M 的双向传输，总的吞吐量(满载)一般小于或等于交换机的背板带宽。

所以在选择核心交换机的时候，根据IPC数量，建议如下：

100~200台，推荐千兆管理型交换机

200~500台，推荐三层管理型交换机

TP-LINK 目前二/三层管理型全千兆交换机，均适合作为监控网络的核心交换，承担大容量数据交换。组建各样的网络。对于大型或超大型(300~1000)的监控网络，需要使用三层交换机划分网段，建议使用三层交换机。下面给了大家100、300、500个点位的组网方案。

100个左右点位，重点设计无阻塞转发核心，推荐使用TL-SG3428、TL-SG3226等。

300个左右点位，重点设计多网段、流畅转发，推荐选择TL-SG5428、TL-SH6428等交换机构建核心交换。

500个点位的规模，需要进行冗余设计，可以选择TL-SH8434、TL-SH7428、TL-SG6428Q等组建三层冗余核心网络，非常适合在政企等大型园区。

No.3

PoE交换机怎么选?

PoE就是通过网线进行供电和数据传输的一种技术，只需要一条网线就可以接入一个PoE摄像机点位，不需要额外的布线，而且相比传统的交流、12V直流集中供电都更安全可靠，基本没有传输距离限制。

那么在选择PoE交换机的时候，需要注意的哪些细节呢?

首先是单端口功率，是否可以满足交换机下挂接的任意一款IPC的最高功率，也就是根据IPC的最大功率选择交换机的规格。普通的PoE IPC功率不超过10W，所以交换机只需要支持802.3af即可。但部分高速球机的功率需求约20W，或者部分无线接入AP的功率更高，则需要交换机支持802.3at。下面是两种技术对应的输出功率：

其次，确认最大供电功率满足要求。需要将所有IPC的功率考虑在内，交换机的最大输出供电功率需要大于所有IPC的功率之和。

最后，需要考虑交换机对802.3供电类型进行了解，如果使用八芯网线进行传输，则不需要考虑。如果是四芯网线，则需要确认交换机是否支持A类供电，TP-LINK全系列PoE供电设备均支持A/B类。

选择的时候，可以结合各类PoE的优势和成本考虑，进行选择：

当然，PoE功能的考虑之外，还需要考虑千百兆端口速率、WEB管理等功能。

No.4

光纤交换机怎么选?

在远距离点位的监控中，经常会用到光纤收发器、光纤交换机。我们有完备的光纤交换网络设备，包括收发器、交换机、模块，用于组建稳定远距离的光网络。

光交换机、光纤收发器、光模块可以相互搭配使用，但是在选择的时候，需要成对使用。务必保证 AB 端匹配。A、B 端就是光纤传输的两端，无论两端选择的是交换机、光模块还是光纤收发器，两端必须分别是 A、B 才能配对使用(在产品型号上有标明是A端orB端)。

我司 A 端设备的工作波长是 1310nm(接收)、1550nm(发送)，必须要搭配 TP-LINK B 端光纤收发器(RX1550nm、TX1310nm)使用。我司所有光纤收发器和光纤交换机的型号都标有 A、B 端，如 TL-FC342A-20、TL-FC318B-20。

除此之外，也需要考虑端口速率、光纤类型、双纤or单纤这些常规注意事项。