高清监控-网络设计部分

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1、高清数字监控系统网络设计方案2011年11月目 录一、概述3二、设计原则32.1设计概述3分层设计3可靠性和自愈能力4网络的扩展能力4通信协议的支持5网络管理与安全体系52.2设计依据5三、网络结构设计63.1建议方案一：73.2建议方案二：83.3建议方案三：10四、交换机的选型推荐124.1核心交换机性能参考124.2接入交换机性能参考12五、详细解决方案135.1VLAN规划135.2IP地址分配原则135.3本次工程IP地址分配建议14一、 概述近年来，国内经济高速发展，城市现代化建设加速，一批批适合信息社会需要并且具有安全、高效、舒适、便利和灵活特点的智能建筑越来越需要先进的安防手段

2、。为了防止各种偷盗和暴力事件的发生和危害，确保安全，生命和财产不受损害，智能保安系统的设置是必要的。随着网络技术的成熟和发展，网络化、高清数字化、成为监控系统的一个必然趋势。我们可以利用这个智能化的网络平台，构建基于网络的视频监控系统，保安人员可通过计算机随时监控所有重要区域的现场环境。当系统接入Internet后，可以在网络所达的任意地方浏览及管理监控设备，查看实时图像。传统监控系统与之是不能相比的。同时，网络也成为先进的新兴应用提供了一个良好的平台。在现代的企业管理中，由于安全防护要求的提高，监控系统在整个安防系统中扮演了越来越重要的角色，把已有和待建的网络系统与监控系统结合起来不光可以最

3、大程度的减少工程的改造周期，提高了网络资源的使用率，同时避免了资金的重复投入。二、 设计原则 1.12.1 设计概述此系统方案设计主要目的在于建立一套完善的高清数字化监控系统，强调系统的先进性、可靠性、适当超前性和较高的性能价格比，在充分把握技术发展方向和满足现有需求的基础上进行优化设计与优化设备配置。做为高清数字监控系统的承载传输的网络系统，更应该从架构设计、产品选型、网络规划等方面进行合理的设计。系统设计符合有关规范和标准，采用先进、成熟、可靠的系统产品，最大限度的满足系统安全和可靠性。2.2.1 分层设计按照核心骨干网、厂区网络的分层分区模型对网络进行划分，从而完成用户接入层面与核心交换

4、层面的分层设计，并根据网络实现的功能将其进行功能区域划分，如主控区、各职能分控区等。2.2.2 可靠性和自愈能力 链路冗余 在主干连接(主干设备之间及其与汇接设备之间的连接)具备可靠的线路冗余方式。建议采用负载均衡的冗余方式，即通常情况下两条或四条连接均提供数据传输，并互为备份。主线路可实时、自动的切换到备份线路,而不影响业务应用。这种高速的网络自愈特性应可以保证不会引起IP路由的重新计算，不会引起业务的瞬间质量恶化，更不会引起业务的中断。 模块冗余 主干设备(核心层设备和汇聚层设备)的所有模块和环境部件应具备1+1或1：N热备份的功能，切换时间应小于1秒。模块支持具备热插拔的功能。系统具备9

5、9.999%以上的可用性。 设备冗余 提供由两台或两台以上设备组成一个虚拟设备的能力。当其中一个设备因故障停止工作时，另一台设备自动接替其工作，并且不引起其他节点的路由表重新计算，从而提高网络的稳定性。以保证大部分IP应用不会出现超时错误。 路由冗余 网络的结构设计应提供足够的路由冗余功能，在上述冗余特性仍不能解决问题时，数据流应能寻找其他路径到达目的地址。2.2.3 网络的扩展能力网络的扩展能力包括设备交换容量的扩展能力、端口密度的扩展能力、主干带宽的扩展，以及网络规模的扩展能力。 交换容量扩展 交换容量应具备在现有基础上继续扩充48倍容量的能力，以适应IP类业务急速膨胀的现实。 端口密度扩

6、展 设备的端口密度应能满足网络扩容时设备间互联的需要。 主干带宽扩展 主干带宽应具备高带宽扩展能力，以适应IP类业务急速膨胀的现实。 网络规模扩展 网络体系、路由协议的规划和设备的CPU/NP路由处理能力，在网络节点数目上应能满足35年的扩展要求。2.2.4 通信协议的支持 网络通信协议以支持TCP/IP协议为主，支持单播、组播协议，包括IPv4、TCP、UDP、ARP、 ICMP、DHCP、NTP、 HTTP、 RTSP、 IGMP V2、FTP、 RTP、 RTCP等协议。 域内路由协议支持RIP、RIPv2、OSPF等多种国际标准的路由协议。并采取合理的区域划分和路由规划（例如网址汇总等

7、）来保证网络的稳定性；应提供适当的路由规划的后备方案。2.2.5 网络管理与安全体系 支持整个网络系统各种网络设备的统一网络管理。 支持故障管理、配置管理、性能管理和安全管理等功能。 支持系统级的管理，包括系统分析、系统规划等；支持基于策略的管理，对策略的修改能够立即反应到所有相关设备中。 网络设备支持多级管理权限。 支持安全监控和控制机制，当发现存在安全漏洞和遭到攻击时，应及时通知网络管理人员，并应自动采取适当的措施予以保护。 支持安全防御设备、网络基础设备以及网管系统的安全联动功能，以便及时对网络威胁的实时处理。2.2 设计依据根据设计原则及系统设计要求，本系统的技术水平及科技含量，在目前

8、需处于先进、超前的地位而且考虑到简单易用的原则，为此，设计方案的可行性以及设备的选型、工程施工、安装调试、整个系统的稳定性、可扩展性以及易维护性，都必须统筹兼顾，同时整个系统必须符合国家有关技术标准、规定和行业规范，因此，我们参照了如下标准进行设计： JGJ/T16-92 民用建筑电气设计规范 GA/T75-94安全防范工程程序与要求 GB50198-94民用闭路监视电视系统工程技术规范 GY/T106-92有线电视广播技术规范 GB50174-93电子计算机房设计规范GBJ115-87工业电视系统工程设计规范 GB0174-93电子计算机主控室设计规范IEC/ISO1180国际建筑布线标准A

9、NSI FDDI光纤分布式数据接口高速局域网标准三、 网络结构设计网络核心采用高性能的核心交换设备，满足业务的处理要求并有较高的扩展能力，具有很高的可用性、可靠性、可管理性。并且应做到专网专用，保证视频监控系统的稳定运行。其网络交换设备采用技术比较成熟的以太网设备进行数据的传输。高清网络摄像机在传输的时候，采用H.264编码方式，码流大概在6Mbps左右。一条千兆线路，长期稳定的利用率在30%，即一条千兆的线路，能长期稳定使用的带宽是300Mbps。所以一条千兆网络的承载高清的路数不能超过50路。建议在网络视频监控管理网络的整体规划时，应以此为依据，充分考虑接入层、汇聚层和核心层的链路带宽和交

10、换机的转发能力，前端接入层交换机建议采用支持百兆或千兆的性能良好的交换机，上传线路建议采用一条或两条千兆光纤链路做级联，汇聚层交换机、核心层交换机建议采用全千兆高性能交换机。前端摄像机传输线缆建议采用性能较高的超五类或六类线缆进行传输，但不能超出网络传输距离100米，摄像机如果与接入层交换机距离超出此距离，建议采用光电转换设备利用光纤链路用于延长传输距离，或者其他解决方案。根据现在的网络技术及设备组网需求，建议组网方案如下：3.1 建议方案一：整个网络的拓扑结构如下图所示：核心层交换机主控中心接入层交换机1000M10/100/1000M接入层交换机网络核心交换设备2台，采用双机互备设计，保证

11、网络系统在单台核心交换设备故障时实现3到5秒内网络系统的快速恢复。同时也可以进行负载均衡设置，保证最优的网络转发性能。接入层交换机采用百兆（上行支持两路或四路千兆光纤接口），使用双链路连接到核心交换机。优点：网络稳定可靠，冗余链路设计，线路故障时快速恢复（如采用四路光纤上行，可将两路绑定扩展上传带宽能力，达到2000M/S，备份线路同样也可达到同样的传输能力）。 缺点：成本较高。 如果网络中接入层交换机直接部署线缆至核心交换机（如距离较远，施工不便；现有基础设施只支持短距离汇聚，然后再向核心传输），建议参考下图设计方案。核心层交换机主控中心接入层交换机1000M10/100/1000M接入层交

12、换机3.2 建议方案二：整个网络的拓扑结构如下图所示：核心层交换机主控中心接入层交换机1000M10/100/1000M接入层交换机网络核心交换设备1台，接入层交换机采用百兆（上行支持两路或四路千兆光纤接口），使用单链路连接到核心交换机。优点：网络架构简单，管理及部署方便；成本较低。 缺点：线路或者设备出现故障时，后果严重。 如果网络中接入层交换机直接部署线缆至核心交换机（如距离较远，施工不便；现有基础设施只支持短距离汇聚，然后再向核心传输），建议参考下图设计方案。核心层交换机主控中心接入层交换机1000M10/100/1000M接入层交换机汇聚层交换机3.3 建议方案三：此方案综合建议方案一

13、、建议方案二，网络建设比较复杂，参考图如下图，方案的优缺点参照方案一、二。整个网络的拓扑结构如下图所示：冗余组网如下：核心层交换机主控中心接入层交换机1000M10/100/1000M接入层交换机汇聚层交换机单链路组网如下：核心层交换机主控中心接入层交换机1000M10/100/1000M接入层交换机汇聚层交换机四、 交换机的选型推荐接入层交换机、核心交换机都支持单播、组播协议。4.1 核心交换机性能参考作为核心交换机应该具备以下特点：1、大容量、高性能的万兆平台核心交换机的交换容量和性能直接影响着整个网络系统的性能。核心交换机必须具备大的交换容量和良好的可扩展性：u 接口必须达到线速，在线速

14、转发的基础上能够提供强大的QoS保障，并支持丰富的ACL、策略路由、安全等特性2、完备的可靠性设计：引擎、风扇、电源等关键部件冗余，无源背板，热插拔u 支持双主控交换板（引擎），配置双主控u 无源背板设计u 所有单板支持热插拔；u 电源系统交流/直流可选，采用1+1冗余热备份，并支持双路电源输入；u 支持STP/RSTP/MSTP协议和VRRP协议，能够满足苛刻的网络可靠性要求；u 风扇具备转速自动调整功能，从而提高使用寿命；u 系统可靠性达到：99.999。3、协议支持u 支持OSPF、BGP、VRRP、RIP1/2、IS-IS 等三层路由协议u 支持SNMP、Telnet、Console、FTP网管方式，支持 SNMPv1/v2/v3等u 支持完善的二、三层组播协议，硬件具备线速的跨VLAN组播复制能力u 速的跨VLAN组播复制能力支持IPv4、TCP、UDP、ARP、 ICMP、DHCP、NTP、 HTTP、 RTSP、 IGMP V2、FTP、 RTP、 RTCP等协议4.2 接入交换机性能参考接入交换机要求使用百兆（千兆上行）或全千兆接入交换机。u 支持IGMP v1/v2/v3 Snooping和快速离开机制u 支持组播VLAN和跨VLAN组播复制u 支持三层路由协议u 支持SNMP、Tel