监控安装主要就是为了安防，但是当你觉得监控视频有问题想要放大细看发现视频不清晰，重要的时段还卡顿了，这时候肯定误事，达不到安装安防监控的目的。为什么会出现这样的情况？如何解决这个问题？河姆渡小编为您介绍一下，监控视频卡顿是什么原因？视频卡顿跟交换机有关系吗？在高清网络监控系统的实施过程中，图像不流畅，最大的原因就是网络带宽不足。这主要就是跟网速有关，而网速跟交换机也是有一定关系的。下面我们来了解一下交换机。

　　
　　一、交换机的基础了解
　　
　　1、 首先我们要弄清楚每路图像占用多少带宽。
　　
　　720P 网络摄像机，主码流为 2~3M，子码流为 0.8~1M，共约 4M。
　　
　　1080P 网络摄像机，主码流为 4~6M，子码流为 0.8~1M，共约 7M。
　　
　　2、 其次要弄清楚交换机的带宽容量，我们常用的交换机有百兆交换机、千兆交换机。它们的实际带宽一般只有理论值的 60~70% ，所以它们的总带宽容量大致是 60Mbps 或 600Mbps。
　　
　　3、 从网络拓扑结构上来讲，一个局域网通常是两到三层结构。接摄像机那端为接入层，一般用百兆交换机就够了，除非你在一个交换机上接了很多个摄像机。
　　
　　汇集层、核心层则要按该交换机汇聚了多少路图像来计算，计算方法如下：
　　
　　如果接 720P 的网络摄像机，一般 15 路图像以内，用百兆交换机，超过 15路则用千兆交换机。如果接 1080P 的网络摄像机，一般 8 路图像以内，用百兆交换机，超过 8 路则用千兆交换机。
　　
　　二、交换机的分类
　　
　　网络构成方式：接入层交换机、汇聚层交换机和核心层交换机
　　
　　OSI模型：第二层交换机、第三层交换机、第四层交换机等，一直到第七层交换机。
　　
　　交换机的可管理性：可管理型交换机和不可管理型交换机，它们的区别在于对SNMP、RMON等网管协议的支持。
　　
　　三、网络监控中交换机的选择
　　
　　随着高清摄像机的使用越来越多，如何选择合适的、满足监控整体网络架构性能的交换机也成了在高清监控系统前期方案制定、项目报价中有着很重要的作用。一个合适的交换机，不仅能够发挥监控网络应有的功能并能够有效减少资源的浪费。
　　
　　监控网络有三层架构方式：
　　
　　核心层
　　
　　汇聚层
　　
　　接入层
　　
　　以选用 720P 的摄像机为例，分别选择对应交换机。 前端 20 路 720P。接入1 个接入层交换机。
　　
　　1、接入层交换机的选择：
　　
　　条件 1： 摄像机码流：4.5Mbps,20 个摄像机就是 20*4.5=90Mbps，也就是说，接入层交换机上传端口必须满足 90Mbps/S 的传输速率要求,考虑到交换机实际传输速率(通常为标称值的 30%，100M 的也就 30 M 左右，)，所以接入层交换机应选用具有 1000M 上传口的交换机。
　　
　　条件 2： 交换机的背板带宽，如选择 24 口交换机，自带二个 1000M 口，总共 26 口，则接入层的交换机背板带宽要求为：(24*100M*2+1000*2*2)/1000=8.8Gbps 的背板带宽。
　　
　　条件 3： 包转发率：一个 1000M 口的包转发率为 1.488Mpps/s, 则接入层的交换机交换速率为：(24*100M/1000M+2)*1.488=6.55Mpps/S
　　
　　通常我们将满足条件 2 和 3 的交换机称之为线速交换机 。
　　
　　根据以上条件得出： 当有 20 路 720P 摄像机接入一个交换机是，此交换机必须具有 1个 1000M 上传口，20 个以上的 100M 接入端口。
　　
　　2、汇聚层交换机的选择：
　　
　　总共 5 个交换机接入，那么汇聚层的流量:90*5=450Mbps/S，那么汇聚层的上传端口必须是 1000M 以上的。
　　
　　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。
　　
　　4、交换机选择的重点
　　
　　在局域网内的视频监控进行交换机选择时，因为主要压力是在汇聚层交换机，汇聚层交换机既要承担监控存储的流量，还要承担实时查看调用监控的压力。所以选择适用的汇聚交换机显得非常重要。
　　
　　对于接入交换机来说，下联口接摄像头的端口百兆/千兆没有本质的区别，但是上联必须是千兆。
　　
　　5、交换机选择的主要因素有哪些
　　
　　a、背板带宽、二/三层交换吞吐率。
　　
　　b、VLAN类型和数量。
　　
　　c、交换机端口数量及类型。
　　
　　d、支持网络管理的协议和方法。需要交换机提供更加方便和集中式的管理。
　　
　　e、Qos、802.1q优先级控制、802.1X、802.3X的支持。
　　
　　f、堆叠的支持。
　　
　　g、交换机的交换缓存和端口缓存、主存、转发延时等参数。
　　
　　h、线速转发、路由表大小、访问控制列表大小、对路由协议的支持情况、对组播协议的支持情况、包过滤方法、机器扩展能力等都是值得考虑的参数，应根据实际情况考察。
　　
　　上面一个完成交换机选择需要参考的因素，那通常选择交换机我们可以通过以下几个因素的判断。
　　
　　1）背板带宽:
　　
　　交换机的背板带宽，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。所以只有模块交换机（拥有可扩展插槽，可灵活改变端口数量）才有这个概念，固定端口交换机是没有这个概念的，并且固定端口交换机的背板容量和交换容量大小是相等的。背板带宽决定了各板卡（包括可扩展插槽中尚未安装的板卡）与交换引擎间连接带宽的最高上限。由于模块化交换机的体系结构不同，背板带宽并不能完全有效代表交换机的真正性能。固定端口交换机不存在背板带宽这个概念。
　　
　　2）交换容量、转发能力
　　
　　由于交换引擎是作为模块化交换机数据包转发的核心，所以这一指标能够真实反映交换机的性能。对于固定端口交换机，交换引擎和网络接口模板是一体的，所以厂家提供的转发性能参数就是交换引擎的转发性能，这一指标是决定交换机性能的关键。支持第三层交换的设备，厂家会分别提供第二层转发速率和第三层转发速率，一般二层能力用bps，三层能力用pps，采用不同体系结构的模块化交换机，这两个参数的意义是不同的。但是，对于一般的局域网用户而言，只关心这两个指标就可以了，它是决定该系统性能的关键指标。对于大型园区网和城域网用户，讨论交换机的体系结构和第三层优化算法是有意义的。
　　
　　3）背板带宽计算
　　
　　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。
　　
　　计算公式：端口数×相应端口速率×2（全双工模式）
　　
　　24口百兆+2口千兆
　　
　　24*2*100+2*2*1000=8.8Gbps
　　
　　4）线速包转发率的计算方法
　　
　　(1)、背板带宽（交换容量）
　　
　　考察交换机上所有端口能提供的总带宽。计算公式为端口数*相应端口速率*2（全双工模式）如果总带宽≤标称背板带宽，那么在背板带宽上是线速的。
　　
　　(2)、包转发线速
　　
　　包转发率=千兆端口数量×1.488Mpps+百兆端口数量*0.1488Mpps+其余类型端口数*相应计算方法。
　　
　　5）参数1.488Mpps的来历
　　
　　那么，1.488Mpps是怎么得到的呢?
　　
　　包转发线速的衡量标准是以单位时间内发送64byte的数据包（最小包）的个数作为计算基准的。对于千兆以太网来说，计算方法如下：1，000，000，000bps/8bit/（64＋8＋12）byte=1,488,095pps 说明：当以太网帧为64byte时，需考虑8byte的帧头和12byte的帧间隙的固定开销。
　　
　　故一个线速的千兆以太网端口在转发64byte包时的包转发率为1.488Mpps。
　　
　　快速以太网的线速端口包转发率正好为千兆以太网的十分之一，为148.8kpps。 对于万兆以太网，一个线速端口的包转发率为14.88Mpps。
　　
　　对于千兆以太网，一个线速端口的包转发率为1.488Mpps。
　　
　　对于快速以太网，一个线速端口的包转发率为0.1488Mpps。
　　
　　对于以太网，一个线速端口的包转发率为0.01488Mpps。
　　
　　6）包转发率
　　
　　包转发率标志了交换机转发数据包能力的大小。是指交换机每秒可以转发多少个数据包（Mpps），即交换机能同时转发的数据包的数量。包转发率以数据包为单位体现了交换机的交换能力。计算方法=千兆端口数量× 1.488Mpps+百兆端口数量× 0.1488Mpps+其余类型端口数
　　
　　24口百兆口，2个千兆口
　　

　　2*1.488+24*0.1488≌6.6Mbps

　　
　　四、案例
　　
　　有个园区网，500 多个高清摄像机，码流 3~4 兆，网络结构分接入层‐汇聚层‐核心层。存储在汇聚层，每个汇聚层对应 170 个摄像机。
　　
　　一根千兆链路能够支持数据传输
　　
　　计算：
　　
　　码流：4Mbps
　　
　　接入：
　　
　　24*4=96Mbps<1000Mbps<4435.2Mbps
　　
　　汇聚：
　　
　　170*4=680Mbps<1000Mbps<4435.2Mbps
　　
　　1、接入交换机
　　
　　接入层交换机，主要考虑到接入到汇聚之间的链路带宽。也即交换机的上联链路容量需要大于同时容纳的摄象机数*码率。这样视频实时录像就没有问题，
　　
　　但是如果有用户在实时看到录像，就还需要考虑到这个带宽，每个用户查看一个视频占用的带宽就是 4M，如果一个接入交换机的每个摄象机都有一个人在看，就需要摄象机数*码率*（1+N）的带宽，
　　
　　24*4*（1+1）=128M
　　
　　2、汇聚交换机
　　
　　在汇聚层需要同时处理 170 只摄象机的 3‐4M 码流（170*  4M=680M），也就意味着汇聚层交换机需要支持同时转发 680M 以上的交换容量。一般存储都接在汇聚上，所以视频录像是线速转发。
　　
　　但要考虑到实时查看监控的带宽，每个连接占用 4M，一条 1000M 的链路可以支持 250 个摄像头被调试调用。每台接入交换机接 24 个摄像头。250/24，相当于网络可以承受每个摄像头同时有 10 位用户在实时查看的压力。
　　
　　3、核心交换机
　　
　　核心交换机，需要考虑交换容量以及到汇聚的链路带宽，因为存储是放置在汇聚层的，所以核心交换机没有视频录像的压力，即只要考虑同时多少人看多少路视频。假设该案内，同时有 10 人监看，每人看 16 路视频，即交换容量需要大于 10*16*4=640M，基本不用考虑。
　　
　　在局域网内的视频监控进行交换机选择时，接入层和汇聚层交换机的选择通常只需要考虑交换容量的因素就够了。因为用户通常都是通过核心交换机连接并获取视频的。
　　
　　1、交换机选择的重点
　　
　　在局域网内的视频监控进行交换机选择时，因为主要压力是在汇聚层交换机，汇聚层交换机既要承担监控存储的流量，还要承担实时查看调用监控的压力。所以选择适用的汇聚交换机显得非常重要。
　　
　　对于接入交换机来说，下联口接摄像头的端口百兆/千兆没有本质的区别，但是上联必须是千兆。
　　
　　2、交换机选择的主要因素有哪些
　　
　　a、背板带宽、二/三层交换吞吐率。
　　
　　b、VLAN类型和数量。
　　
　　c、交换机端口数量及类型。
　　
　　d、支持网络管理的协议和方法。需要交换机提供更加方便和集中式的管理。
　　
　　e、Qos、802.1q优先级控制、802.1X、802.3X的支持。
　　
　　f、堆叠的支持。
　　
　　g、交换机的交换缓存和端口缓存、主存、转发延时等参数。
　　
　　h、线速转发、路由表大小、访问控制列表大小、对路由协议的支持情况、对组播协议的支持情况、包过滤方法、机器扩展能力等都是值得考虑的参数，应根据实际情况考察。
　　
　　上面一个完成交换机选择需要参考的因素，那通常选择交换机我们可以通过以下几个因素的判断。
　　
　　1、背板带宽:
　　
　　交换机的背板带宽，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。所以只有模块交换机（拥有可扩展插槽，可灵活改变端口数量）才有这个概念，固定端口交换机是没有这个概念的，并且固定端口交换机的背板容量和交换容量大小是相等的。背板带宽决定了各板卡（包括可扩展插槽中尚未安装的板卡）与交换引擎间连接带宽的最高上限。由于模块化交换机的体系结构不同，背板带宽并不能完全有效代表交换机的真正性能。固定端口交换机不存在背板带宽这个概念。
　　
　　2、交换容量、转发能力
　　
　　由于交换引擎是作为模块化交换机数据包转发的核心，所以这一指标能够真实反映交换机的性能。对于固定端口交换机，交换引擎和网络接口模板是一体的，所以厂家提供的转发性能参数就是交换引擎的转发性能，这一指标是决定交换机性能的关键。支持第三层交换的设备，厂家会分别提供第二层转发速率和第三层转发速率，一般二层能力用bps，三层能力用pps，采用不同体系结构的模块化交换机，这两个参数的意义是不同的。但是，对于一般的局域网用户而言，只关心这两个指标就可以了，它是决定该系统性能的关键指标。对于大型园区网和城域网用户，讨论交换机的体系结构和第三层优化算法是有意义的。
　　
　　3、背板带宽计算
　　
　　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。
　　
　　计算公式：端口数×相应端口速率×2（全双工模式）
　　
　　24口百兆+2口千兆
　　
　　24*2*100+2*2*1000=8.8Gbps
　　
　　4、线速包转发率的计算方法
　　
　　(1)、背板带宽（交换容量）
　　
　　考察交换机上所有端口能提供的总带宽。计算公式为端口数*相应端口速率*2（全双工模式）如果总带宽≤标称背板带宽，那么在背板带宽上是线速的。
　　
　　(2)、包转发线速
　　
　　包转发率=千兆端口数量×1.488Mpps+百兆端口数量*0.1488Mpps+其余类型端口数*相应计算方法。
　　
　　5、参数1.488Mpps的来历
　　
　　那么，1.488Mpps是怎么得到的呢?
　　
　　包转发线速的衡量标准是以单位时间内发送64byte的数据包（最小包）的个数作为计算基准的。对于千兆以太网来说，计算方法如下：1，000，000，000bps/8bit/（64＋8＋12）byte=1,488,095pps 说明：当以太网帧为64byte时，需考虑8byte的帧头和12byte的帧间隙的固定开销。
　　
　　故一个线速的千兆以太网端口在转发64byte包时的包转发率为1.488Mpps。
　　
　　快速以太网的线速端口包转发率正好为千兆以太网的十分之一，为148.8kpps。 对于万兆以太网，一个线速端口的包转发率为14.88Mpps。
　　
　　对于千兆以太网，一个线速端口的包转发率为1.488Mpps。
　　
　　对于快速以太网，一个线速端口的包转发率为0.1488Mpps。
　　
　　对于以太网，一个线速端口的包转发率为0.01488Mpps。
　　
　　6、包转发率
　　
　　包转发率标志了交换机转发数据包能力的大小。是指交换机每秒可以转发多少个数据包（Mpps），即交换机能同时转发的数据包的数量。包转发率以数据包为单位体现了交换机的交换能力。计算方法=千兆端口数量× 1.488Mpps+百兆端口数量× 0.1488Mpps+其余类型端口数
　　
　　24口百兆口，2个千兆口
　　
　　2*1.488+24*0.1488≌6.6Mbps
　　
　　7、线速交换
　　
　　什么的线速交换：
　　
　　线速交换，是指能够按照网络通信线上的数据传输速度实现无瓶颈的数据交换。其实现首先依ASIC芯片，通过专用硬件完成协议解析和数据包的转发，而不是通过软件方式依交换机的CPU完成。线速交换的实现还借助于分布式处理技术，交换机多个端口的数据流能够同时进行处理。因此局域网交换机可以看做是CPU、RISC和 ASIC并用的并行处理设备。
　　
　　三、MB、 Bps 、 bps 、pps的区别
　　
　　前者是位，后者是字节
　　
　　1byte=8bit
　　
　　1MB=8Mb=8M
　　
　　1MB=1024byte
　　
　　Mbps这里的p相当于“/”，也可以写成Mb/s （兆比特每秒Mbps ）
　　
　　通常说的100M的宽带可以表示为100Mbps(100Mb/s)也可以表示成12.5MB/s(12.5MBps)
　　
　　12.5MB/s就是我们通过软件下载看到的数据 。
　　
　　1、bps?
　　
　　宽带速率的单位用bps(或b/s)表示；
　　
　　bps表示比特每秒，即表示每秒钟传输多少位信息。在实际所说的1M带宽的意思是1Mbps（是兆比特每秒Mbps不是兆字节每秒MBps）
　　
　　线路单位是bps，表示bit(比特)/second(秒)，注意是小写字母b；用户在网上下载时显示的速率单位往往是Byte(字节)/s(秒)，注意是大写字母B。字节和比特之间的关系为1Byte=8Bits
　　
　　2M（即2Mb/s）宽带理论速率是：256KB/s（即2048Kb/s），实际速率大约为103--200kB/s
　　
　　2、pps?
　　
　　包转发率标志了交换机转发数据包能力的大小。单位一般为pps（包每秒）
　　
　　包转发速率是指交换机每秒可以转发多少百万个数据包（Mpps），即交换机能同时转发的数据包的数量。
　　
　　计算方法
　　
　　1个千兆端口的线速包转发率是1.4881Mpps， 百兆端口的线速包转发率是0.14881Mpps
　　
　　具体的数据包在传输过程中会在每个包的前面加上64个字节的数据包，原本只有512个bit,但在传输过程中实际=512+64+96=672bit，千兆端口线速包转发率=1000Mbps/672=1.488095Mpps
　　
　　用设备参数中的pps数值乘以672=bps
　　
　　6.6Mpps*672=4435.2Mbps