關於大型監控項目該如何來設計？如何規劃ip地址？怎樣選擇交換機？本期我們主要從硬體配置的角度來探討，如何實現1000路視頻監控應用。
要實現1000路監控顯示，主要有五個問題：
1、用什麼攝像機？
2、1000路監控如何選擇交換機？如何組網？
3、1000路如何合理安排存儲？
4、1000路ip地址如何規劃？
5、1000路監控如何顯示？
我們來逐一分析。
一、攝像機如何選擇？
如何選擇攝像機，1000路大型監控項目中，可能用到的攝像機不止一種，需要根據環境會選擇不同的攝像機，我們來看下各攝像機的用途。我們常用的會根據攝像機的外形進行分類。
1、槍式攝像機：吊裝、壁裝均可，室外安裝一般要加配防護罩。一般安裝在通道內，廠房或者停車場等室外區域。主要應用於沒有燈光或照度低的地下庫、倉庫、監控城市道路、小區室外環境等。
2、球型攝像機：實際上就是「一體化機芯（變焦鏡頭+攝像機）+護罩+雲台+雲台協議解碼器」，一般使用在室外或者室內面積比較大、範圍比較廣的場合。
3、半球形攝像機：安裝方式是吸頂安裝。大多用於室內小範圍的監控場合，沒有燈光或者燈光較暗的半公共區、酒店走廊、醫院、小區、電梯、室內大廳等場所。
4、紅外一體機：紅外一體是一種具備紅外夜視探照頭的監控攝像機。該攝像機已經廣泛的應用於日夜及大範圍攝像的環境，如：小區，超市，廣場，銀行，工廠，軍營學校等場所。
實際項目中，可根據應用場景來選擇合適的攝像機。另外，攝像機有不同解析度，對應碼率也不一樣，在實際選型的時候也需要注意，具體參照圖2。
圖2常見攝像機解析度、碼率關係對照參考表
二、如何選擇交換機組網？
1000路的監控項目，其重點就是交換機的選擇了，這裡我們選用三層網絡結構，網絡結構為接入層‐匯聚層‐核心層。相對兩層網絡架構，三層架構網絡組網規模更大，傳輸距離更遠，網絡可拓展性更強。
拓撲圖如下：
圖3 1000路視頻傳輸系統拓撲圖
一、那麼各層交換機如何選擇呢？
1000路的大型監控系統，如果交換機分配不合理，時常會出現卡頓或掉線，甚至造成系統癱瘓。所以合理的選擇和分配接入層、匯聚層、核心層交換機至關重要。
接入層是前端採集設備與傳輸系統的接口，交換機需易於使用和安裝，同時兼具安全性，確保入口數據的安全。當然在設計上，主張使用性價比高的設備。接入層交換機選型設計注意要點如下：
- 單個攝像機碼流一般是按4Mbps計算，峰值是6-8M，選型的時候需要考慮到峰值。
- 傳輸帶寬利用率在60%左右，100M的也就60M左右。
- 綜上兩點，一個百兆交換機一般可以帶8路攝像機，8路以上攝像機需採用千兆上聯交換機。
- 根據前端的布局方式集中或者分散，可能會採用8到24不同口數的交換機。根據安裝環境的不同，還可能會用到工業級交換機。
二、匯聚層交換機的選擇
匯聚層承上啟下，壓力較大，需要考慮同時處理的監控查看的帶寬。
條件1、交換機帶寬，如果1000路攝像機，匯聚層有8台交換機的話，則每台需要同時處理 125 只攝像機的 4M 碼流（125* 4M=500M），也就意味著匯聚層交換機需要支持同時轉發500M以上的交換容量。這樣的話一般的千兆交換機可以說是比較充足的。
條件2： 匯聚層交換機的背板帶寬，每台匯聚層交換機至少會接入來自接入層的5台千兆交換機，我們為了保證帶寬充足，則交換機背板帶寬要求為：
(5*1000M*2)/1000=10Gbps 的背板帶寬。
條件3： 包轉發率：一個 1000M 口的包轉發率為 1.488Mpps/s，匯聚層下接則匯聚層的交換機交換速率為：5*1.488Mpps/s=7.44Mpps。
根據以上條件得出： 當有1000路攝像機接入網絡時，匯聚層需要滿足背板帶寬不少於10Gbps，包轉發率大於7.44Mpps。
我們可以至少需要8口全千兆交換機，且背板帶寬不少於10Gbps，包轉發率大於7.44Mpps。
交換機容量與包轉發率都是比較充足的。
三、核心層交換機的選擇
核心交換機主要承擔數據轉發和網絡架構設置功能，對交換能力、網路管理功能、穩定性要求也更高。另外，因為存儲設備是在核心層上，需要考慮交換機的交換容量以及到核心鏈路的帶寬和高速轉發能力。所以要滿足以下條件：
帶寬：1000路監控的帶寬至少為1000*4Mbps=4000Mbps，核心交換機建議選擇高帶寬的千兆或萬兆交換機，上聯埠為萬兆，才能使數據通暢。
背板帶寬：核心交換機至少會有8個來自匯聚層的千兆接口、2個上聯的萬兆埠，以及4個可能接入其它的千兆埠，所以一共有12個千兆口與2個萬兆口，為了保證帶寬充足，則交換機背板帶寬要求為：
（12*1000M*2+2*10000*2)/1000=64Gbps的背板帶寬。
包轉發率：一個千兆口的包轉發率為1.488Mpps/s，一個萬兆口的包轉發率為14.88Mpps/s，為了保證能夠線速轉發，則至少會有12個千兆口與2個萬兆口，則核心交換機交換速率為：
12*1.488Mpps/s+2*14.88Mpps/s=47.56Mpps。
根據以上條件得出：當有1000路攝像機接入網絡時，核心層交換機至少需要滿足背板帶寬不少於64Gbps，包轉發率大於47.56Mpps。
除此之外，核心交換機還需要考慮系統的可擴展性、插槽數量、模塊類型、模塊冗餘、路由冗餘等，才能保證1000路監控的數據高速交換。
三、1000路監控的存儲：IP-SAN
要解決1000路監控存儲，光靠NVR和硬碟是不行的，這裡面我們要用到IP SAN存儲產品，IP SAN也算是SAN的一種，只是伺服器和存儲之間通過網絡交換機互聯，性能不算最好，但不受距離的限制。SAN是超大容量，可以接上百路，但價格很貴，所以我們選擇ip SAN，它是以塊作為存儲的，你可以認為它是含陣列功能的硬碟，其實就是磁碟陣列+硬碟。
1、數據存儲
那麼，當涉及到1000 路全高清IP監控時，到底有多少數據需要存儲呢？網絡攝像機，每秒可產生約4Mb視頻流。每台NVR有42路的實時視頻流，1000路高清視頻流全部傳輸到APT 雙控10Gb磁碟陣列的話，每秒則產生4Gb的驚人數據量。
如何解決整體方案中的穩定性以滿足7X24小時的不停工作。
一個碼率為4M的攝像頭一天的存儲量為48G左右。
那麼1000個7天的存儲量為：
1000個攝像*48G*7=395136G=328T左右。
以市場上4T硬碟計算，它在電腦上顯示約3700GB，h.265編碼格式，則可以使用96塊硬碟，完全夠用。
如何利用這96塊硬碟以滿足24台NVR系統傳來的視頻流呢？
每幾塊硬碟組成一個RAID組，而不是將這96塊硬碟組成一個巨大容量的RAID組。
因此，這96塊硬碟可以每4塊硬碟組成一個RAID5，組成24個RAID組。
我們採用16盤位的網絡存儲IP SAN磁碟陣列，6台可以解決。
而對於大型公共監控的要考慮其擴展性、易管理性，所以採用IP SNA的解決方案。
四、1000路監控ip地址規劃
對於一個項目，如果超過250個點位不劃分網段的話，如果讓系統自動分配ip地址的話，容易產生ip衝突，所以1000路監控的ip地址不能只有一個大網段，我們需要對其劃分VLAN，方便管理和減少網絡故障。
我們著重來看下1000路監控劃分vlan，使用三層交換機可以直接劃分四個vlan，如圖所示：
VLAN10： 192.168.0.1～192.168.0.254 掩碼 255.255.255.0
VLAN20： 192.168.1.1～192.168.1.254 掩碼 255.255.255.0
VLAN30： 192.168.2.1～192.168.2.254 掩碼 255.255.255.0
VLAN40： 192.168.3.1～192.168.3.254 掩碼 255.255.255.0
這裡面每個VLAN都可以容納250個點位以上，四個網段共有1000 ip地址可以使用，是完合足夠分配每個區域的ip地址的。
另外，如果你的項目後續點位有所增加，可以再多劃分個vlan，以便擴展。
那麼這樣劃分網段有什麼好處呢？
四個區域ip地址比較明顯了，如果那個攝像機有問題，可以直接通過批量ping ip地址可以很快定位到那個攝像機出了問題，同時也可以有效防止ip衝突，ip是網絡故障中出現頻率比較高的問題，也可以減少廣播風暴。
五、監控顯示
大型監控監控如何顯示？大型監控一般都會選擇使用監控顯示牆。
中心就要有管理平台，需要配置綜合監控一體化平台，例如最新海康iSecureCenter平台，大華綜合管理平台，都是解碼能力強，功能更強大，上牆預覽的數量看需求，不需要全部上完，可以做輪巡。
圖7 1000路視頻監控顯示
總的來說，大型視頻監控系統的設計原則是：以系統穩定可靠、拓展性強為前提，要求監控畫面不卡頓、圖像不中斷，安全不泄密。在規劃和架構網絡系統時，要綜合攝像機碼流、網絡帶寬、傳輸數據量、具體網絡環境，以及用戶對監控系統的具體要求等因素，合理規劃設計，並選擇合適的監控設備。