从交换机看为什么视频会卡顿

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        上图中的故事，是不是曾经遭遇过，当被对方要求确认2.4Gbps容量交换机是否可以支持300路视频时，您是否犹豫过，因为随便一台普通的交换似乎都可以支持，但现实的情况是，视频出现了【卡顿】现象。

　　相信这时候有点石化的感觉，因为传统计算带宽的理论似乎行不通【很多IT厂家就是这样指导选型，也适合我们的思维惯性】，但又无法进一步清晰的为客户分析具体原因。

　　其实问题的定位并不难，难在技术的底层分析，亦或是IT行业自我为中心，根本就不想解释清楚。建议逆向思维做【问题排除】，您可以这样推断，如果传统计算方式正解，那意味着256Gbps容量的汇聚交换机可以支持【32000路】，真是这样的吗！

　　【好像，可能，应该】等类似回复从专业的技术口中飞出，让你也“无所适从”；更为严重的是，我们只能破口大骂，却无问题解决方案；其实技术族们也很无奈，因为在他的【知识结构】中，还没有成熟实际经验或知识体系来支撑他的判断，自然也就只能有如此答复。

　　在这样的现象下，传统处理速通数据（手机、PC数据……）的网络设备表现了【水土不服】的弱点，不加行业优化，全盘直拿至安防行业，硬性应对视频大数据帧应用时，问题自不言说。

　　自从IP高清占据安防视频监主流的那一刻，卡顿问题也一直没有得到好的改善，不是不想，而是因为这是一项系统性工程，系统的每一个节点都需为之深究，并需要付出长期的投入，方可有收获。

　　提问题，讲困难，相信这是大部分人的专利；但提出方案并付出行动来解决的人少之又少；今天我们提出问题，自然会给大家一个解决办法，提供一套可行的解决办法，解决或改善视频卡顿的现状。以下是针对安防项目交换机选型的简单定义：

　　实际项目选型时，交换容量可作为选型的参考值，但不建议采用传统计算方式，下文分析，说明原因。

　　为什么视频会卡顿，传统交换理论为什么有水土不服的现象，下文进一步分析探讨；了解目前技术的现状与一些技术误区，建议先预习芯片知识、并行与串行处理知识、温度与芯片，元器件工作效率关系、同时还要了解木桶原理等一系列的综合知识，方便清楚的认识问题的本质。

　　安防VS传统交换机行业特点

　　传统速通数据与视频监控数据的区别

　　传统速通数据一般包含（手机、PC数据……）网页、点播类数据，网页数据一般才几十K，点播也一般在1M左右（广播方式多），而且都是下行方式；因为这类数据对实时性要求不高，即使网络状况不好的时候，缓存方式可以起到很大的改善作用；同一时间内，并发使用率比较低。

　　视频监控数据则不一样，带宽一般在4-8M，突发可能会超过一倍多，【达到16M】，数据的【传输方式向上】，也传统相反，【7*24h实时】，视频对实时性要求非常高，所有数据在任何时刻都是【100%并发】。

　　如此两者数据的方式，存在非常大的差异，目前存在问题，也就不足为然，而且这只是问题的冰山一角。

　　厂家专业测试数据VS安防实际数据

　　这里要我们对芯片知识有一定的了解，芯片在同一时间节点上，是采用单项处理，简单说就是流水线处理，属串行处理方式；专业的测试仪器模拟串行吐出数据，刚好与芯片步调一致【而且数据比较规整】，自然效率高。

　　但视频数据是【并行数据】，【而且数据大小不一，经常有9000bytes巨型帧】，也就是在同一时间内，并行提交；这就不难解释专业测试参数在我们实际选型时，似乎难以应对。

　　　温度高低，对芯片工作效率影响

　　我们经常提到工作温度，也相信大家重视这项指标，然环境温度的高低对设备影响经常被忽视；然而宽温对安防前端接入子系统非常的重要【安防前端系统一般都是标准工业级设备才可胜任恶劣的环境】；例如工作温度-40-75°：其代表了设备在这个温度范围内可正常工作，在-40°下，可以正常启动（非热机状态），75°高温时，仍能运行。

　　然在实际的应用中，随着四季变化，冬天导致设备【启动不了】，夏天导致设备【故障频发】。其罪魁罪魁祸首是所选设备【这里主指网络设备】不适合当前环境应用，或许在项目验收时，正处于天气春秋季节，温度比较适宜，但进入冬夏，设备因温度问题性能下降，表现出来的现象只能带来卡顿问题。

　　其最主要的设备底层问题，一般可以这样理解：当温度超出设备正常工作温度时，设备性能下降（芯片在超出工作温度后，性能会急剧的下降），然视频业务是7*24h不间断运行，而且是100%负荷，稍有瓶颈，自然会出视频卡顿问题。

　　解决&改善办法

　　安防工业交换选型VS 传统企业交换选型

　　推荐交换机这样选型：

　　传统传输系统设计是这样：

　　安防工业交换缓存VS传统企业缓存

　　视频大数据转发，采用大缓存解决

　　传统速通行业，主要以交换几十Ｋ类数据为主，如浏览网页动作所需的数据交换，一般不要求实时性，近而目前IT通信产品也是以适应于这类场景进行优化，沉淀的产物，拿来主义能否适用于我们安防视频传输呢，如下针对缓存的应用作简要分析。

　　信令数据包：一般几十bit至几K bit

　　上网数据包：一般几十K bit或1M bit

　　视频监控数据包：一般2-8M bit 常用巨型帧

　　传统速通行业1Mbps以下的数据为主，而视频常见4-8Mbps数据，鉴于视频的特殊性，常有9K左右的巨型帧，当缓存不足时，会大幅降低转发效率。

　　安防应用环境VS传统应用环境

　　如果您是IT人员，请设想一下机房环境如何；如果您是一员网络工程师，请设想一下机房环境如何，然而当您是一个安防工程师，一般会看到什么的机房环境。

　　如果不出意外的话，网络工程师所设想的机房应该是下图的，机房部署非常有序，走线标准合规；然而我们安防行业的分机房，很多如下图的Œ，也有可能不至于如此糟。

　　不管那种环境，如果是您，您会选择什么样的设备来适应更多的客户应用，为客户提供精品的服务。

　　安防交换机高低温意义

　　传统传输类产品主要由电力工业级、商用企业级、民用级为主，在很多安防项目中，所采用的设备也是繁杂，室外监控项目中，常用企业级设备，更过者使用民用级，往往怀着验收即可，完全不顾售后服务，给客户不仅带来了更多的投入，增加客户的负担，其实最终伤害的是提供服务者。

　　所以很多高端客户，明确要求采用电力工业级设备，然而由于电力工业级设备附加了防腐、防辐等类属性，成本要高于企业级设备几倍，多者数十倍，然而这些属性针对于安防场景（主要关注宽温、防尘），这类附加属性其实非常多余。

　　安防交换机，继承了电力工业交换的宽温、防尘IP40属性，同时精简了企业交换机复杂的功能，可以非常好的胜任室外恶劣的应用环境，又不会过于增加项目投入成本。

　　备注：摄像机一般室外的工作温度是-30-70度，安防工业交换机工作温度是-40-75度，与摄像机可以组成非常好的搭档。

　　重新定义安防交换机标准

　　　产品市场格局

　　安防工业交换机（Security industry switch）类同安防设备属性，采用大缓存、宽温、防尘、无风扇自然散热等设计，更好的适用于安防视频高稳定转发。

　　安防FAQ

　　l  系统经常出现大面积卡顿现象，用户体验差

　　l  应用环境复杂、面对室内外高低温、灰尘等因素挑战

　　l  市场交换机参差不齐，低端低性能民用产品稳定不足

　　l  安防行业交换技术积累薄弱，缺乏标准、野蛮成长

　　l  方案设计不合理，系统稳定性差，后期维护成本

【作者单位：浙江大华技术股份有限公司】