经常有朋友提到如何设计大型监测项目。比如1000路监控怎么规划？本期主要从硬件配置的角度讨论如何实现1000路视频监控应用。
要实现1000路监控和显示，主要有四个问题：
1.你用什么相机？
2.1000路监控如何选择开关？如何建立关系网？
3.如何合理安排1000路的存储？
4.1000路监控是怎么显示的？
让我们逐一分析。
一、用什么相机？
如何选择相机？在1000个大型监控项目中，可能会使用多个摄像机。需要根据环境选择不同的相机。我们来看看每个摄像头的用途。我们通常根据外观对相机进行分类。
1.枪式摄像机：可悬挂或安装在墙上。一般室外安装应配有防护罩。一般安装在过道、厂房、停车场等室外区域。主要用于地下库房、无灯或低照度的仓库、监控城市道路、小区室外环境等。
2.球形摄像机：其实就是“集成机芯(变焦镜头摄像机)屏蔽的PTZ协议解码器”，一般用于室外或室内大面积、宽范围的场合。
3、半球形摄像机：安装在天花板上。多用于室内小型监控场合，如半公共区域、酒店走廊、医院、住宅小区、电梯、室内大厅等无光或光线暗的地方。
4.一体式红外摄像机：一体式红外摄像机是一种带有红外夜视探头的监控摄像机。摄像机已经广泛应用于日夜和大范围的拍摄环境，如住宅区、超市、广场、银行、工厂、军校等场所。
在实践中，可以根据应用场景选择合适的相机。另外，相机的分辨率不同，对应的码率也不同，实际选择时要注意。详情请参考图2。
图2常见摄像机分辨率和码率关系参考表
二、如何选择交换机组网？
1000路监控工程的重点是开关的选择。这里我们选择三层网络结构，即接入层‐汇聚层‐核心层。与两层网络架构相比，三层网络架构的组网规模更大，传输距离更远，网络扩展性更强。
拓扑图如下：
图3 1000路视频传输系统拓扑图
那么各层交换机如何选择呢？
1000路大型监控系统，如果开关分布不合理，往往会卡死或掉线，甚至造成系统瘫痪。因此，合理选择和配置接入层、汇聚层和核心层的交换机非常重要。
1.选择1000台接入层交换机进行监控
接入层是前端采集设备和传输系统之间的接口。交换机需要方便使用和安装，同时具有安全性，保证录入数据的安全性。当然，在设计上，我们提倡使用性价比高的设备。接入层交换机的选择和设计注意事项如下：
单个摄像头的码流一般以4Mbps计算，峰值在6-8M，选择时要考虑峰值。
传输带宽利用率在60%左右，100M的在60M左右。
综上所述，百兆交换机一般可以带8台摄像机，8台以上摄像机需要使用千兆上行交换机。
根据前端布局是集中式还是分散式，可以采用8到24个不同端口的交换机。根据安装环境，也可以使用工业开关。
根据安防应用的特点，UTP专用接入交换机选用4M大缓存芯片和120千兆上行设计。全系列产品具有6KV电源和端口防雷设计、宽温设计等特点，从而保证了产品质量和监控图像质量。
图4优特普安防专用接入开关SF18P-LM
二、汇聚层交换机的选择
汇聚层是承上启下的环节，压力大，需要考虑同时监控和观看的带宽。
1.开关b
=500M），也就意味着汇聚层交换机需要支持同时转发500M以上的交换容量。 这样的话一般的千兆交换机可以说是比较充足的。条件2： 汇聚层交换机的背板带宽，每台汇聚层交换机至少会接入来自接入层的5台千兆交换机，我们为了保证带宽充足，则交换机背板带宽要求为：
(5*1000M*2)/1000=10Gbps 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，汇聚层下接 则汇聚层的交换机交换速率为：5*1.488Mpps/s=7.44Mpps。
根据以上条件得出： 当有1000路摄像机接入网络时，汇聚层需要满足背板带宽不少于10Gbps，包转发率大于7.44Mpps。
我们可以至少需要8口全千兆交换机，且背板带宽不少于10Gbps，包转发率大于7.44Mpps。
例如：这款24口全千兆交换机比较符合汇聚层要求。
交换机容量与包转发率都是比较充足的。
图5 优特普UTP7524GE 24口全千兆交换机
三、核心层交换机的选择
核心交换机主要承担数据转发和网络架构设置功能，对交换能力、网路管理功能、稳定性要求也更高。另外，因为存储设备是在核心层上，需要考虑交换机的交换容量以及到核心链路的带宽和高速转发能力。所以要满足以下条件：
带宽：1000路监控的带宽至少为1000*4Mbps=4000Mbps，核心交换机建议选择高带宽的千兆或万兆交换机，上联端口为万兆，才能使数据通畅。
背板带宽：核心交换机至少会有8个来自汇聚层的千兆接口、2个上联的万兆端口，以及4个可能接入其它的千兆端口，所以一共有12个千兆口与2个万兆口，为了保证带宽充足，则交换机背板带宽要求为：
（12*1000M*2+2*10000*2)/1000=64Gbps的背板带宽。
包转发率：一个千兆口的包转发率为1.488Mpps/s，一个万兆口的包转发率为14.88Mpps/s，为了保证能够线速转发，则至少会有12个千兆口与2个万兆口，则核心交换机交换速率为：
12*1.488Mpps/s+2*14.88Mpps/s=47.56Mpps。
根据以上条件得出：当有1000路摄像机接入网络时，核心层交换机至少需要满足背板带宽不少于64Gbps，包转发率大于47.56Mpps。优特普UTP7748GE-L3万兆上联IPV6堆叠核心交换机，背板带宽高达352G，包转发率达132.Mpps，能很好地满足1000路视频的传输组网要求。
图6 优特普UTP7748GE-L3三层核心交换机
4万兆上联，高速转发
UTP7748GE-L3提供48个千兆下行端口和2个万兆上行链路以及2个万兆堆叠端口，背板带宽高达352G，最多支持6台设备堆叠，堆叠系统交换容量最高可达2112Gbps。
6KV防雷，冗余双电源，安全可靠
所有端口和电源支持6KV防雷防护，设备支持双AC冗余电源输入，保证设备的长时间不断电稳定工作。
强大业务处理能力，IPV6/4双协议栈
完善的IPV6/4双协议栈、IGMP V2/V3组播协议，支持MLD Snooping、IGMP Snooping，满足多终端IPV6物联网设备和IPV4高清视频监控混合接入的交换需求。
三、1000路监控的存储：IP-SAN
要解决1000路监控存储，光靠NVR和硬盘是不行的，这里面我们要用到IP SAN存储产品，IP SAN也算是SAN的一种，只是服务器和存储之间通过网络交换机互联，性能不算最好，但不受距离的限制。SAN是超大容量，可以接上百路，但价格很贵，所以我们选择ip SAN，它是以块作为存储的，你可以认为它是含阵列功能的硬盘，其实就是磁盘阵列+硬盘。
1、数据存储
那么，当涉及到1000 路全高清IP监控时，到底有多少数据需要存储呢？网络摄像机，每秒可产生约4Mb的30FPS的视频流。每台NVR有42路的实时视频流，1000路高清视频流全部传输到APT 双控10Gb磁盘阵列的话，每秒则产生4Gb的惊人数据量。
如何解决整体方案中的稳定性以满足7X24小时的不停工作。
一个码率为4M的摄像头一天的存储量为48G左右。
那么1000个7天的存储量为：
1000个摄像*48G*7=395136G=328T左右。
以市场上4T硬盘计算，它在电脑上显示约3700GB，h.265编码格式，则可以使用96块硬盘，完全够用。
如何利用这96块硬盘以满足24台NVR系统传来的视频流呢？
每几块硬盘组成一个RAID组，而不是将这96块硬盘组成一个巨大容量的RAID组。
因此，这96块硬盘可以每4块硬盘组成一个RAID5，组成24个RAID组。
我们采用16盘位的网络存储IP SAN磁盘阵列，6台可以解决。
而对于大型公共监控的要考虑其扩展性、易管理性，所以采用IP SNA的解决方案。
四、监控显示
1000路监控如何显示，大型监控一般都会选择使用监控显示墙。
中心就要有管理平台，需要配置综合监控一体化平台，解码能力强，功能更强大，上墙预览的数量看需求，不需要全部上完，可以做轮巡。
图7 1000路视频监控显示
1000路监控还有一个关键点就是ip地址的分配与设置，这个后面会提到。
五、结语
总的来说，1000路视频监控系统的设计原则是：以系统稳定可靠、拓展性强为前提，要求监控画面不卡顿、图像不中断，安全不泄密。在规划和架构网络系统时，要综合摄像机码流、网络带宽、传输数据量、具体网络环境，以及用户对监控系统的具体要求等因素，合理规划设计，并选择合适的监控设备。
