淺析監(jiān)控系統(tǒng)工程中網(wǎng)絡(luò)帶寬基礎(chǔ)

有位網(wǎng)友求助說，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控?cái)z像機(jī)的圖像會(huì)卡頓，但是自己算了帶寬，一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)占8M帶寬，交換機(jī)百兆，接入11臺(tái)，理論上100÷8=12.5臺(tái)，一共接11臺(tái)那么網(wǎng)絡(luò)帶寬是不是夠了，但還會(huì)網(wǎng)絡(luò)卡頓，問到底是什么原因呢？

關(guān)于卡頓的原因，我們前面已經(jīng)寫過相關(guān)文章了，感興趣的可以翻翻歷史文章。通常都能在外部找到原因，但是如果排除了外部因素，你應(yīng)該怎么辦呢？

針對(duì)這些困惑，我們要先了解網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控與涉及設(shè)備的基礎(chǔ)概念。

什么是視頻碼流和幀率？

視頻碼流是視頻文件編碼后在單位時(shí)間內(nèi)使用的數(shù)據(jù)流量。也稱為視頻碼率。是視頻畫面質(zhì)量的最重要部分（摘自百度百科）。

我們監(jiān)控視頻中碼流的單位時(shí)間是1秒。1秒=1000毫秒（這個(gè)下面用）。

那么視頻圖像會(huì)不會(huì)像流水一樣勻速地流過呢？肯定不是的。是通過幀來經(jīng)過，幀是數(shù)據(jù)傳輸單位，每秒鐘幀數(shù) (用fps表示) 愈多，所顯示的動(dòng)作就會(huì)愈流暢。高的幀率可以得到更流暢、更逼真的視頻動(dòng)畫。

如果視頻是每秒25幀，那每幀之間就有時(shí)間間隔。時(shí)間間隔可以計(jì)算為40毫秒。

那我們可以得知，發(fā)送和發(fā)送間隔的平均碼率要小于發(fā)送視頻幀時(shí)候的碼率。

幀，也分I幀，P幀，B幀。I幀通常是每個(gè)視頻片段的第一幀，它的占量是最大的，可用示意圖理解如下。

什么是全雙工和半雙工？

全雙工傳輸是指交換機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)也能夠接收數(shù)據(jù)，兩者同步進(jìn)行，這好像一條東西走向的寬闊馬路，可允許兩輛馬車迎面通過，當(dāng)馬車A自東向西行駛，馬車B自西向東行駛時(shí)，兩車可以同時(shí)行進(jìn)，互不影響，這個(gè)例子中寬闊的馬路代表的就是全雙工鏈路。目前的交換機(jī)都支持全雙工。全雙工的好處在于遲延小，速度快。

半雙工就是指一個(gè)時(shí)間段內(nèi)只有一個(gè)動(dòng)作發(fā)生，舉個(gè)簡(jiǎn)單例子，一根獨(dú)木橋，同時(shí)只能允許一個(gè)人通過，當(dāng)有甲、乙兩人從河岸兩端迎面走過來時(shí)，這種情況下就只能是一個(gè)人在橋頭先停下來，等待另外一個(gè)人走過來后，再繼續(xù)走過去，這個(gè)例子中獨(dú)木橋代表的就是半雙工鏈路。早期的對(duì)講機(jī)、以及早期集線器等設(shè)備都是實(shí)行半雙工的產(chǎn)品。當(dāng)數(shù)據(jù)流量較大時(shí)，工作在半雙工模式的鏈路就會(huì)出現(xiàn)沖突、錯(cuò)包，最終影響了工作性能。因此半雙工已逐漸退出歷史舞臺(tái)。

全雙工模式和半雙工模式在網(wǎng)卡中的區(qū)別

1、在全雙工模式下，8網(wǎng)根線都要分別接到水晶頭相應(yīng)的線序位置上；

2、在半雙工模式下，只需接4根線，參照T568B標(biāo)準(zhǔn)，一般使用1 、2、3、6 線序位置上的四根線，即：橙白、橙、綠白、綠這四根線。橙白、橙 用于發(fā)送數(shù)據(jù) ，綠白、綠 用于接收數(shù)據(jù)。

3、全雙工模式下，網(wǎng)線最大可以達(dá)到100兆以上的速度。在半雙工模式下，網(wǎng)線能達(dá)到的速度通常為10兆左右。

4、全雙工模式的網(wǎng)線既可以工作于全雙工模式，也可以工作于半雙工模式；但半雙工模式的網(wǎng)線不能工作于全雙工模式。

5、在半雙工模式下，多出來的兩組線可以用來接電話線，比如：把“白藍(lán)、藍(lán)” 這組線分出來當(dāng)電話線使用。在局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)布線中，用這種方式可以節(jié)省布線成本，一根雙絞線同時(shí)當(dāng)網(wǎng)線和電話線使用。

什么是網(wǎng)口速率？

我們現(xiàn)今正在使用的網(wǎng)絡(luò)接口都為以太網(wǎng)接口。網(wǎng)口接口速率決定了接口傳輸數(shù)據(jù)的帶寬，一般用到的接口有10Mbps、100 Mbps、1000 Mbps等速率類型。

黑色和白色辦公公司樣機(jī)設(shè)計(jì)。3d 圖

常見的以太網(wǎng)接口類型有RJ-45接口，RJ-11接口，SC光纖接口，F(xiàn)DDI接口，AUI接口，BNC接口，Console接口。但是我們通常說的網(wǎng)口速率都是RJ-45接口，就是網(wǎng)線水晶頭。

不同速率的接口也是可能對(duì)接成功的，其工作速率最終需要協(xié)商一致。如果100 Mbps自協(xié)商接口和10 Mbps自協(xié)商接口對(duì)接，協(xié)商出來的工作速率是10 Mbps。所以，接口速率不一定就是其工作速率，一般工作速率會(huì)小于或等于接口速率。