可信的网络监控方案(大型监控系统如何一步步设计、如何规划ip地址和选择交换机？)

忆柳

2022-04-27 17:21:45

如何设计大型监控项目？如何规划IP地址？如何选择开关？本期主要从硬件配置的角度讨论如何实现1000路视频监控应用。

要实现1000通道的监控和显示，主要有五个问题：

1.用什么相机？

2.如何选择1000通道监控的开关？如何建立网络？

3.如何合理安排1000个频道的存储？

4.如何规划1000个IP地址？

5.如何显示1000通道监控？

让我们逐一分析。

1、如何选择相机？

如何选择相机？1000个大型监控项目中可能会使用多个摄像头。需要根据环境选择不同的摄像头。让我们来看看每个相机的用途。我们常用的相机是根据相机的形状分类的。

1.枪式摄像机：吊装和壁装都是可以接受的，室外安装通常需要配备防护罩。一般安装在通道、厂房或停车场等室外区域。主要用于地下仓库和无光或低照度仓库，监控城市道路、社区室外环境等。

2.球形摄像机：实际上，它是“集成运动（变焦镜头+摄像头）+屏蔽+云台+云台协议解码器”。一般用于户外或室内大面积、宽范围的场合。

3.半球摄像机：安装方式为吊顶安装。它们大多用于室内小规模监测场合，如半公共区域、酒店走廊、医院、社区、电梯、室内大厅等。

4.红外一体机：红外集成是一款具有红外夜视功能的监控摄像头，探照头。该摄像机已广泛应用于社区、超市、广场、银行、工厂、军营、学校等日夜和大型拍摄环境。

在实际项目中，可以根据应用场景选择合适的摄像头。此外，相机的分辨率不同，相应的码率也不同。还应注意实际选择。有关详细信息，请参阅图2。

图2普通摄像机分辨率和比特率关系对比参考表

2、如何选择交换单元网络？

对于1000号线的监控项目，重点是道岔的选择。在这里，我们选择了三层网络结构，即接入层-汇聚层-核心层。与两层网络结构相比，三层网络结构具有更大的组网规模、更长的传输距离和更强的网络可扩展性。

拓扑图如下所示：

图31000路视频传输系统拓扑图

1、那么如何选择每一层的开关呢？

对于1000通道的大型监控系统，如果交换机分布不合理，往往会卡住或掉线，甚至导致系统瘫痪。因此，合理选择和分配接入层、汇聚层和核心层交换机是非常重要的。

同时保证前端接口的安全性和数据采集系统的安全性。当然，在设计方面，我们提倡使用性价比高的设备。接入层交换机选型和设计要点如下：

单个摄像头的码流一般按4Mbps计算，峰值为6-8m。选择时需要考虑峰值。
传输带宽利用率约为60%，100m带宽利用率约为60m。
综上所述，100m交换机一般可以配备8路摄像头，超过8路摄像头需要千兆上行链路交换机。
根据前端布局，可以使用8到24个端口的交换机。根据安装环境，也可使用工业级开关。

2、汇聚层交换机的选择

会聚层是连接前后的纽带，压力很大。有必要考虑同时处理的监视和观看带宽。

条件1交换机带宽（如果为1）1000个摄像头。如果汇聚层有8个交换机，每个交换机需要同时处理125个摄像头的4m码流（125*4m=500m），这意味着聚合层交换机需要支持同步转发500米以上交换容量。在这种情况下，一般的千兆交换机可以说是足够的。

条件2：汇聚层交换机的背板带宽。每个汇聚层交换机将从接入层访问至少5千兆交换机。我们为确保足够的带宽，交换机背板的带宽要求如下：

（5*1000m*2）/1000=10Gbps背板带宽。

条件3：数据包转发速率：1000m端口的包转发速率为1.488Mbps/s，聚合层的包转发速率低于聚合层切换速率：5*1.488mpps/S=7.44mpps。

根据上述条件：当1000台摄像机接入网络时，汇聚层需要满足不小于10Gbps的背板带宽和大于7.44Mbps的数据包转发速率。

我们至少需要8个全千兆交换机，背板带宽不小于10Gbps，包转发速率大于7.44Mbps。

交换机容量和数据包转发速率足够。

3、核心层交换机的选择

核心交换机主要承担数据转发和网络架构设置功能，对交换容量、网管功能和稳定性有较高要求。此外，由于存储设备位于核心层，因此需要考虑交换机的交换容量、到核心链路的带宽以及高速转发能力。因此，应满足以下条件：

带宽：1000通道监控的带宽至少为1000*4Mbps=4000mbps。建议核心交换机选择高带宽的千兆或10GB交换机，上行端口为10GB，使数据通畅。

背板带宽：核心交换机将至少有8个来自汇聚层的千兆接口，2个连接的万兆端口，以及4个可能访问其他千兆端口的接口，因此总共有12个千兆端口和2个万兆端口。为了确保足够的带宽，交换机背板的带宽要求如下：

（12*1000m*2+2*10000*2）/1000=64gbps背板带宽。

数据包转发速率：千兆端口的数据包转发速率为1.488Mbps/s，万兆端口的数据包转发速率为14.88Mbps/s。为了保证线速转发，至少有12个千兆端口和2个万兆端口，核心交换机的交换速率为：

12*1.488英里/秒+2*14.88英里/秒=47.56英里/秒

根据上述条件，当1000台摄像机接入网络时，核心层交换机至少需要满足不小于64gbps的背板带宽和大于47.56mpps的数据包转发速率。

此外，核心交换机还需要考虑系统的可扩展性、时隙数、模块类型、模块冗余、路由冗余等，以保证1000信道监控数据的高速交换。

3、1000个受监控存储：IP-SAN

要解决1000通道监控存储的问题，单靠NVR和硬盘是不够的。我们需要使用IPSAN存储产品，IPSAN也是一种SAN，只有服务器和存储器通过网络交换机互连。性能不是最好的，但不受距离的限制。San是一个超大容量，可以连接数百条路由，但价格非常昂贵，所以我们选择IPSan。它使用块作为存储。你可以认为它是一个具有阵列功能的硬盘，实际上是磁盘阵列+硬盘。

1.数据存储

那么，当涉及到1000通道全高清IP监控时，需要存储多少数据？网络摄像头，每秒可产生约4MB视频流。每个NVR有42个实时视频流通道和1000个高清视频流通道。如果将所有数据传输到apt双控10GB磁盘阵列，每秒将产生4GB惊人的数据。

如何在整体解决方案中解决稳定性问题以满足7x24h继续工作。

比特率为4m的摄像头每天的存储容量约为48g。

那么10007天的存储容量是：

1000个摄像头*48g*7=395136g=328t。

基于市面上的4T硬盘，电脑显示约3700gb，采用h.265编码格式，可以使用96块硬盘，这就足够了。

如何使用这96个硬盘来满足24个NVR系统的视频流？

每隔几块硬盘就形成一个raid组，而不是将这96块硬盘组成一个容量巨大的raid组。

因此，这96块硬盘每天都可以使用四个硬盘组成一个raid5和24raid组。

我们使用16个磁盘的网络存储IPSAN磁盘阵列，可解决6组问题。

对于大规模公共监控，需要考虑其可扩展性和可管理性，因此采用IPSNA解决方案。