CN212305356U - 一种核心交换机ipc带机量的测试系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种核心交换机IPC带机量的测试系统，属于交换机测试领域。本实用新型包括管理交换机、NVR和一个以上接入交换机，其中，待测的核心交换机一端与所述NVR相连，另一端与管理型交换机相连，所述管理型交换机的下行端口分别连接多个网络摄像机，所述网络摄像机分别通过一个管理型交换机的上行端口与待测的核心交换机相连，接入交换机的一端连接多个网络摄像机，所述接入交换机的另一端与所述管理型交换机的其中一个下行端口相连，与接入交换机相连的任何一个网络摄像机的视频流能够广播到所述管理型交换机的每一个与核心交换机相连的上行端口。本实用新型节约NVR成本，节约网络摄像机成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及交换机测试领域，尤其涉及一种核心交换机IPC带机量的测试系统。
背景技术
在实际监控应用场景中，一台千兆的交换机往往会被当做一台核心级交换机，下级再接入多台接入层交换机带载多台IPC(IP camera，网络摄像机)，对于核心级的交换机怎么去评估它带载IPC的能力，首先想到的是不断加载实际的IPC上去，通过接入NVR(Network Video Recorder，即网络硬盘录像机)观看监控画面卡顿情况，去实测交换机对于IPC带载的数量。这种实测的方式带来的成本高且受到NVR处理能力的局限，主要有两个方面：
1.NVR的通道数和处理视频流的能力有限，通常64个通道的NVR，处理数据量只有256Mbps，意味着NVR可处理64个IPC约265Mbps的视频流。超过这个极限值，在NVR端将会丢弃处理不了的IPC视频流，从而引起视频卡顿，但对于一台千兆交换机来说，256Mbps远未达到它可转发的带宽。这种情况下，需要扩展多台NVR，去满足测试千兆传输的带载能力
2.按照千兆带宽和IPC突发码流16M估算，假如同时突发，至少带载62个IPC，而实际情况存在所有IPC同时并发的情况很少，往往也是部分IPC并发，那么这个带载的数量将会大于62。并且IPC默认开启流控的情况下，带载的数量也会大大增加，那么就需要更多的IPC满足实测需求。
因此，现有的测试方式具有以下缺陷：
1、通过实测带机量：对于千兆核心交换机带载IPC的能力测试，需要端口满载且接入实际的IPC进行测试，数量要求100～200台IPC，再加上NVR的通道数和处理视频流的能力有限,需要多台NVR同时测试，成本高。
2.通过估算带机量：对于百兆且其下联可能无法再接入其它交换机扩展接入IPC数量的交换机，估算的带机量也许具有参考价值，但对于多端口的千兆交换机可扩展的接入IPC数量多，交换机的缓存大小决定了它处理并发流量的能力，进而限制了它的带机数量。统一用一种计算方式，对于千兆交换机的带机量将都相同，事实上不同缓存大小、不同芯片的带机量是不一致的。因此，无法准确计算实际带机量。
实用新型内容
为解决现有技术中在测试千兆交换机IPC带机量中遇到的问题，本实用新型提供一种核心交换机IPC带机量的测试系统，将一台IPC的流量复制多份在交换机中转发，来节省IPC、NVR、接入交换机的数量。
本实用新型包括管理交换机、NVR和一个以上接入交换机，其中，
待测的核心交换机一端与所述NVR相连，另一端通过N个端口与管理型交换机的上行端口的N个端口相连，N为正整数，
所述管理型交换机的下行端口中N个端口分别连接一个网络摄像机，所述网络摄像机分别通过一个管理型交换机的上行端口与待测的核心交换机相连，
所述接入交换机的一端连接M个网络摄像机，所述接入交换机的另一端与所述管理型交换机的其中一个下行端口相连，与接入交换机相连的任何一个网络摄像机的视频流能够广播到所述管理型交换机的每一个与核心交换机相连的上行端口，M为正整数。
本实用新型作进一步改进，所述管理型交换机为具备MAC地址学习关闭功能和QVLAN功能的交换机，通过这两个功能实现网络摄像机流量的复制。
本实用新型作进一步改进，所述待测的核心交换机和接入交换机均为千兆交换机。
本实用新型作进一步改进，所述管理型交换机的数量为1个或多个。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：(1)节约NVR成本。NVR只处理每个IPC一份视频流量，其它流量只占用带宽不会占用NVR处理视频流的资源，而NVR千兆的带宽不存在瓶颈。(2)节约IPC成本。如果核心交换机和管理型交换机的链路增加，IPC的数量是成倍的增加，可任意调整IPC参数进行测试，而实际摄像头所增加的数量却不多。(3)节约接入交换机的数量，1台接入交换机可模拟多台。(4)对于带机量的结果具有较高的参考价值，因为核心交换机缓存中转发的均是IPC实际的视频流量。
附图说明
图1为本实用新型测试系统一实施例结构示意图；
图2为视频流复制示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型包括一个管理交换机B、一个NVR和一个接入交换机C，其中，待测的核心交换机A一端与所述NVR相连，另一端通过8个端口与管理型交换机的上行端口的8个端口(端口11-18)相连，所述管理型交换机B的下行端口中8个端口(端口1-8)分别连接一个IPC(IPC1～8)，所述IPC分别通过一个上行端口与待测的核心交换机A相连，所述接入交换机C的一端连接8个IPC(IPC9～16)，所述接入交换机C的另一端与所述管理型交换机B的端口24相连。
当然，本例的管理型交换机的数量可以为多个，而每个管理型交换机也可以接入多个接入交换机，所述管理型交换机和接入交换机下接的IPC数量也可以根据需求设置为其他数量。而IPC的流量资源，可根据IPC上的码流配置来调整，需要测试极限值的话，将IPC码流调整到最大值。
本例在IPC、NVR、接入层交换机测试资源有限的情况下，也可对核心层交换机进行带机量测试，且具有较高的参照价值。
具体的，被测设备为千兆核心交换机A，本例以9口为例，管理型交换机B做为备测设备，是该测试方法的关键，它具备MAC地址学习关闭功能和QVLAN功能，通过这两个功能可实现IPC流量的复制。
本实用新型的测试过程为：
(1)配置管理型交换机B的参数，对管理型交换机B作如表1所示的设置。接入交换机C上不用做任何配置但上联端口不应存在瓶颈，最好为千兆连接。
表1
本例将P11～P18不学习MAC地址的原因如下：
首先交换机转发原理是当交换机端口收到报文后根据报文中的目的MAC地址在交换机地址表中查找到MAC地址对应的目的端口，再从该目的端口转发出去，如果查找不到目的地址，交换机将采用广播的方式将报文转发到VLAN内的所有的端口。
NVR与IPC之间通常采用单播的方式在交换机中转发两者的交互报文，当P11～P18没有学习到NVR的地址时，IPC1～IPC8发送的视频流将广播到端口对应的VLAN内，例如，P1端口接入IPC1的视频流会转发至P11和P24。
转发到P11端口出去的视频流通过核心交换机A将单播转发给NVR，NVR的回应报文在交换机A内也是先根据IPC1的MAC地址转发至目的端口。再到交换机B的P11后根据P11的PVID和NVR回应报文的目的MAC地址转发到P1，之后IPC1接收NVR回应报文。
转发到P24端口的视频流到交换机C后会在入口被丢弃，因为NVR的MAC地址可以在交换机C的上联口被学习到，该视频流的目的地址就在视频流进入的端口，从而避免了IPC1的视频流广播到交换机C接入的IPC上，造成带宽拥塞。
本例的接入交换机C的数量可以随意增加，但在管理型交换机B上与之相连的端口应新添加一个VLAN的配置，端口VLAN配置与上述管理型交换机P24口相仿。
本例通过QVLAN的设置，避免环路，广播风暴，由于一个IPC视频流多则十几M，避免IPC1～IPC16的视频流相互接收，占用传输带宽。
(2)先将核心交换机A、管理型交换机B、NVR的端口按拓朴连接；
(3)将IPC1～8接入到管理型交换机B端口上，通过NVR管理上IPC1～8；
(4)连接接入交换机C与管理型交换机B，再逐个接入IPC9～16，每接入一个IPC，在NVR上监控到这个IPC，观察NVR视频流量，每增加1个IPC的接入，NVR端的输入流量增加1个IPC流量的8倍。视频流复制的模型，如图2所示；
(5)观察IPC1～8是否有卡顿。IPC1～8是作为视频质量参考的IPC，由于这8个IPC在每个入口只有一份码流转发到NVR，如果这8个IPC其中有出现卡顿，说明核心交换机A入口缓存出现拥塞；
(6)在接入交换机C上增加IPC，不局限于IPC9～16,可以增加更多的IPC(抢占核心交换机A缓存的视频流)，直到IPC1～8出现卡顿，说明核心交换机已超过可处理的数据量了，这时应开始减少IPC，直到IPC1～8开始不卡顿为止；
(7)按照如下公式计算核心交换机C的带机量：
带机量＝8(IPC1-8)+接入交换机C下接的IPC数*8
按以上实施例计算，如接入交换机C下接的IPC数可为24个，则带机量为8+24*8＝200个，实际上只使用了32台IPC，就可替代200台IPC的测试。
因此，本实用新型具有以下突出优势：
1.节约NVR成本。NVR只处理每个IPC一份视频流量，其它流量只占用带宽不会占用NVR处理视频流的资源，而NVR千兆的带宽不存在瓶颈；
2.节约IPC成本。根据以上例子，如果核心交换机A和管理型交换机B的链路增加，IPC的数量是成24倍的增加，如果接入层交换机C上的IPC增加，IPC的数量是成8倍的增加可任意调整IPC参数进行测试，而实际摄像头所增加的数量却不多；
3.节约接入交换机C数量，1台接入交换机C可模拟8台；
4.对于带机量的结果具有较高的参考价值，因为核心交换机A缓存中转发的均是IPC实际的视频流量。
以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。
Claims (4)
1.一种核心交换机IPC带机量的测试系统，其特征在于：包括管理交换机、NVR和一个以上接入交换机，其中，
待测的核心交换机一端与所述NVR相连，另一端通过N个端口与管理型交换机的上行端口的N个端口相连，N为正整数，
所述管理型交换机的下行端口中N个端口分别连接一个网络摄像机，所述网络摄像机分别通过一个管理型交换机的上行端口与待测的核心交换机相连，
所述接入交换机的一端连接M个网络摄像机，所述接入交换机的另一端与所述管理型交换机的其中一个下行端口相连，与接入交换机相连的任何一个网络摄像机的视频流能够广播到所述管理型交换机的每一个与核心交换机相连的上行端口，M为正整数。
2.根据权利要求1所述的核心交换机IPC带机量的测试系统，其特征在于：所述管理型交换机为具备MAC地址学习关闭功能和QVLAN功能的交换机，通过这两个功能实现网络摄像机流量的复制。
3.根据权利要求1所述的核心交换机IPC带机量的测试系统，其特征在于：所述待测的核心交换机和接入交换机均为千兆交换机。
4.根据权利要求1-3任一项所述的核心交换机IPC带机量的测试系统，其特征在于：所述管理型交换机的数量为1个或多个。
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