之前我們發(fā)布了關(guān)于1000路大型監(jiān)控系統(tǒng)該如何設(shè)計(jì)？這篇文章沒(méi)有提到關(guān)于ip地址的設(shè)置，對(duì)于大型網(wǎng)絡(luò)ip地址的設(shè)置與交換機(jī)的選配是重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。

對(duì)于監(jiān)控項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，很多故障的原因都是跟ip地址設(shè)置不當(dāng)有關(guān)，如ip沖突，或者有幾路監(jiān)控圖像沒(méi)有顯示等，都是跟ip有一定關(guān)聯(lián)，合理的分配ip地址十分重要，之前我們有發(fā)布過(guò)相關(guān)的內(nèi)容，本期我們?cè)賮?lái)對(duì)大型監(jiān)控的ip地址與交換機(jī)總結(jié)下。

一、為什么要合理分配IP

對(duì)于小型監(jiān)控項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，ip地址的設(shè)置比較簡(jiǎn)單，大部分的人都不會(huì)出錯(cuò)，對(duì)于超過(guò)254個(gè)點(diǎn)位的監(jiān)控項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，就有些容易出錯(cuò)了，為什么呢？

第一、如果超過(guò)254個(gè)點(diǎn)位不劃分網(wǎng)段的話，讓系統(tǒng)自動(dòng)分配ip地址的話，容易產(chǎn)生ip沖突。

第二、如果劃分網(wǎng)段的話，在ip地址的分配與子網(wǎng)掩碼的設(shè)置成了問(wèn)題，部分朋友對(duì)ip地址分配不熟，容易出錯(cuò)。

那么怎么辦呢？劃分網(wǎng)段是合理的方式。

二、大型網(wǎng)絡(luò)如何分配ip

對(duì)于超過(guò)254個(gè)點(diǎn)位的監(jiān)控，雖然不劃分網(wǎng)段我們也能夠分配ip地址，但一個(gè)好的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃不單單是簡(jiǎn)單、勉強(qiáng)的實(shí)現(xiàn)功能，更需要注重的是后期的維護(hù)與整個(gè)網(wǎng)絡(luò)清晰性與擴(kuò)展性。

我們就以實(shí)例來(lái)看看如何分配ip地址。

一個(gè)廠區(qū)的監(jiān)控工程，分為四個(gè)區(qū)域，共300個(gè)點(diǎn)位，所有設(shè)備在一個(gè)內(nèi)網(wǎng)中，主干線通過(guò)光纜連接，有兩個(gè)區(qū)域是各70個(gè)點(diǎn)位，其它的兩個(gè)區(qū)別是各80個(gè)點(diǎn)位，如何來(lái)設(shè)置他們的ip地址。

分配如下圖：

首先來(lái)分析,

要實(shí)現(xiàn)這300個(gè)點(diǎn)位的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)的方法有兩種：

第一種：不劃分vlan，都安排在一個(gè)大網(wǎng)段中

第一種就是不劃分vlan，都用二層交換機(jī)，直接ip地址可以設(shè)置成IP地址范圍是192.168.0.1—192.168.1.254，子網(wǎng)掩碼為255.255.254.0，共有500個(gè)ip地址可以使用，都容納在一個(gè)大網(wǎng)段中，完全足夠。

這個(gè)大網(wǎng)段里面就包括兩個(gè)ip段：

192.168.0.1—192.168.0.254 它的子網(wǎng)掩碼是255.255.254.0。

192.168.1.1—192.168.1.254，它的子網(wǎng)掩碼是255.255.254.0。

共508個(gè)ip地址，完全夠用。

有朋友可能會(huì)有疑問(wèn)，255.255.254.0這個(gè)子網(wǎng)掩碼是怎么得出來(lái)的，為什么不是255.255.255.0呢？

子網(wǎng)掩碼計(jì)算

這里面單獨(dú)來(lái)說(shuō)明IP地址范圍192.168.0.1—192.168.1.254，這個(gè)網(wǎng)段的子網(wǎng)掩碼為什么是255.255.254.0?

這段ip地址范圍里面包括兩個(gè)ip段。

第一個(gè)ip段是：192.168.0.1—192.168.0.254 它的子網(wǎng)掩碼是255.255.255.0。

第二個(gè)ip段是：192.168.1.1—192.168.1.254，它的子網(wǎng)掩碼是255.255.254.0。

通俗來(lái)說(shuō)，它們共同的子網(wǎng)掩碼就是255.255.254.0。

很多中小型監(jiān)控的項(xiàng)目都是內(nèi)網(wǎng)，對(duì)于內(nèi)網(wǎng)的項(xiàng)目在很多情況下是不需要?jiǎng)澐講lan的，可以節(jié)約資源，但為了防止網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴，可以使用端口隔離，來(lái)保證網(wǎng)絡(luò)的安全。

第二種：劃分vlan

對(duì)于大型監(jiān)控來(lái)說(shuō)，劃分vlan是首選的方式。

這里面我們著重來(lái)看下劃分網(wǎng)段的方式，使用交換機(jī)可以直接劃分四個(gè)網(wǎng)段。

A區(qū)地址：192.168.1.1～192.168.1.254 掩碼 255.255.255.0 網(wǎng)關(guān)192.168.1.1

B區(qū)地址：192.168.2.1～192.168.2.254 掩碼 255.255.255.0 網(wǎng)關(guān)192.168.2.1

C區(qū)地址：192.168.3.1～192.168.3.254 掩碼 255.255.255.0 網(wǎng)關(guān)192.168.3.1

D區(qū)地址：192.168.4.1～192.168.4.254 掩碼 255.255.255.0 網(wǎng)關(guān)192.168.4.1

這里面每個(gè)網(wǎng)段都可以容納250個(gè)點(diǎn)位以上，四個(gè)網(wǎng)段共有1000 ip地址可以使用，是完合足夠分配每個(gè)區(qū)域的ip地址的，另外，后續(xù)每個(gè)區(qū)域若有增加點(diǎn)位，都是有足夠的預(yù)留，值得注意的是，這里面接入層交換機(jī)是需要合理的分配，接入層交換機(jī)的選擇，我們之前有提到過(guò)，這里不做過(guò)多說(shuō)明

那么這樣劃分網(wǎng)段有什么好處呢？

四個(gè)區(qū)域ip地址比較明顯了，如果那個(gè)攝像機(jī)有問(wèn)題，可以直接通過(guò)批量ping ip地址可以很快定位到那個(gè)攝像機(jī)出了問(wèn)題，同時(shí)也可以有效防止ip沖突，ip是網(wǎng)絡(luò)故障中出現(xiàn)頻率比較高的問(wèn)題，也可以減少?gòu)V播風(fēng)暴。

三、大型監(jiān)控如何選擇交換機(jī)

前面我們已經(jīng)了解了關(guān)于有一定規(guī)模的監(jiān)控ip地址的選擇，下面我們來(lái)看下如何選擇交換機(jī)。

在了解交換機(jī)的選擇時(shí)，我們先來(lái)補(bǔ)充下一些基礎(chǔ)的知識(shí)：

攝像機(jī)碼流：選擇交換機(jī)前，首先要弄清楚每路圖像占用多少帶寬，而這個(gè)就是碼流。

攝像機(jī)的數(shù)量：要弄清楚交換機(jī)的帶寬容量。常用交換機(jī)有百兆交換機(jī)、千兆交換機(jī)。它們的實(shí)際帶寬一般只有理論值的 60~70% ，所以它們端口的可利用帶寬大致是 60Mbps 或 600Mbps。

舉例

根據(jù)你使用的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的品牌看單臺(tái)碼流，再去估算一臺(tái)交換機(jī)能接多少臺(tái)攝像機(jī)。 比如 :

130萬(wàn)：960p 攝像機(jī)單臺(tái)碼流通常 4M，用百兆交換機(jī)，那么就可以接 15 臺(tái)（15×4=60M）；用千兆交換機(jī)，可以接 150（150×4=600M）。

200萬(wàn)：

1080P 攝像機(jī)單臺(tái)碼流通常 6-8M，用百兆交換機(jī)，可以接 7 臺(tái)（ 7×8=56M）；用千兆交換機(jī)，可以接 75 臺(tái)（75×8=600M） 這些都是以主流的 H.264 攝像頭為例給大家講解的，H.265 減半就可以了。

四、500路監(jiān)控如何選擇交換機(jī)

舉例：500路監(jiān)控如何選擇交換機(jī)

舉例有個(gè)園區(qū)網(wǎng)，500 多個(gè)高清攝像機(jī)，碼流 3~4 兆，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分接入層‐匯聚層‐核心層。存儲(chǔ)在匯聚層，每個(gè)匯聚層對(duì)應(yīng) 170 個(gè)攝像機(jī)。

面臨的問(wèn)題：如何選擇產(chǎn)品，百兆與千兆的差別，影響圖像在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)脑蛴心男?，哪些因素是與交換機(jī)相關(guān)的……

可以看拓?fù)鋱D如下：

一、500路監(jiān)控接入層交換機(jī)

首先500路攝像機(jī)，每路攝像機(jī)的碼流為4M。

1、條件1：攝像機(jī)碼流：4Mbps，10個(gè)攝像機(jī)就是 10*4=40Mbps。

也就是說(shuō)，接入層交換機(jī)上傳端口必須滿足 40Mbps/s 的傳輸速率要求，考慮到交換機(jī)實(shí)際傳輸速率(通常為標(biāo)稱(chēng)值的 50%，100M 的也就 50M 左右，)，所以一個(gè)百兆的交換機(jī)可以帶10路攝像機(jī)，500路也就是可以接入層使用50個(gè)百兆交換機(jī)，當(dāng)然也可以按千兆交換機(jī)來(lái)計(jì)算。

2、條件2：交換機(jī)的背板帶寬，如選擇 16口百兆交換機(jī)，則接入層的交換機(jī)背板帶寬要求為：(16*100M*2)/1000=3.2Gbps 的背板帶寬。

3、條件3：包轉(zhuǎn)發(fā)率：一個(gè) 100M 口的包轉(zhuǎn)發(fā)率為 0.1488Mpps/s， 則接入層的交換機(jī)交換速率為：16*0.1488Mpps/s=2.368Mpps。

根據(jù)以上條件得出：當(dāng)有500路攝像機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，此時(shí)需要50個(gè)百兆接入層交換機(jī)，且需要滿足背板帶寬大于3.2Gbps，包轉(zhuǎn)發(fā)率大于2.368Mpps。

二、匯聚層交換機(jī)的選擇

匯聚層承上啟下，壓力最大，需要考慮同時(shí)處理的監(jiān)控查看的帶寬。

如果500路攝像機(jī)，匯聚層有三臺(tái)交換機(jī)的話，則每臺(tái)需要同時(shí)處理 170 只攝象機(jī)的 4M 碼流（170* 4M=680M），也就意味著匯聚層交換機(jī)需要支持同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)680M以上的交換容量。這樣的話一般的千兆交換機(jī)可以說(shuō)剛剛夠用（如果在實(shí)際項(xiàng)目中，預(yù)算足夠的話，匯聚層最好是用4臺(tái)交換機(jī)）。

也就是每個(gè)匯聚交換機(jī)至少有十七個(gè)百兆口從接入層接入，和一個(gè)千兆口接入核心交換機(jī)。

也就背板帶寬至少是：(17*100M*2)/1000+(1*1000*2)/1000=5.4Gbps

包轉(zhuǎn)發(fā)率至少是：17*0.1488Mpps/s+1*1.488Mpps/s=3.5712Mpps/s

當(dāng)然這個(gè)是最基礎(chǔ)的配置，有很多情況下，匯聚層基本上用的都是全千兆口，那么它的背板帶寬與包轉(zhuǎn)發(fā)率要比較這個(gè)大很多了。

三、核心層交換機(jī)的選擇

核心層交換機(jī)主要下聯(lián)匯聚層交換機(jī)，上聯(lián)監(jiān)控中心監(jiān)控平臺(tái)，存儲(chǔ)服務(wù)器，數(shù)字矩陣等設(shè)備，是整個(gè)高清網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的核心。在選擇核心交換機(jī)是必須考慮整個(gè)系統(tǒng)的帶寬容量及如何核心層交換機(jī)配置不當(dāng)，必然導(dǎo)致畫(huà)面無(wú)法流暢顯示。因此監(jiān)控中心需選擇全千兆口核心交換機(jī)。如點(diǎn)位較多，需劃分VLAN，還應(yīng)選擇三層全千兆口核心交換機(jī)。

決定交換機(jī)性能的幾個(gè)參數(shù)

在本案例中，核心交換機(jī)至少需要使用到來(lái)自匯聚層的三個(gè)千兆口，和監(jiān)控中心監(jiān)控平臺(tái)，存儲(chǔ)服務(wù)器，數(shù)字矩陣等設(shè)備的一些口，監(jiān)控中心監(jiān)控平臺(tái)，存儲(chǔ)服務(wù)器，數(shù)字矩陣等設(shè)備，會(huì)有8個(gè)口需要使用，所以我們?cè)谶x擇交換機(jī)時(shí)，可以選擇16口全千兆交換機(jī)。

背板帶寬計(jì)算方法：16*1000*2/1000=32Gbps。

包轉(zhuǎn)發(fā)率:16*1.488Mpps=23.808Mpps。

核心交換機(jī)除了需要考核這些，還需要可擴(kuò)展性、四層交換、模塊冗余、

路由冗余等功能。

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