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网络监控系统中码流,帧,全双工,半双工,网络速率的概念

有位网友求助说,网络监控摄像机的图像会卡顿,但是自己算了带宽,一台网络摄像机占8M带宽,交换机百兆,接入11台,理论上100÷8=12.5台,一共接11台那么网络带宽是不是够了,但还会网络卡顿,问到底是什么原因呢?

针对这些困惑,我们要先了解网络监控与涉及设备的基础概念。

监控系统中网络卡顿的解决办法

什么是视频码流和帧率?

视频码流是视频文件编码后在单位时间内使用的数据流量,也称为视频码率,是视频画面质量的最重要部分。

我们监控视频中码流的单位时间是1秒。1秒=1000毫秒。

那么视频图像会不会像流水一样匀速地流过呢?肯定不是的。是通过帧来经过,帧是数据传输单位,每秒钟帧数 (用fps表示) 愈多,所显示的动作就会愈流畅。高的帧率可以得到更流畅、更逼真的视频动画。

如果视频是每秒25帧,那每帧之间就有时间间隔。时间间隔可以计算为40毫秒。

那我们可以得知,发送和发送间隔的平均码率要小于发送视频帧时候的码率。

帧,也分I帧,P帧,B帧。I帧通常是每个视频片段的第一帧,它的占量是最大的,可用示意图理解如下。

监控系统中网络卡顿的解决办法

什么是全双工和半双工?

全双工传输是指交换机在发送数据的同时也能够接收数据,两者同步进行,这好像一条东西走向的宽阔马路,可允许两辆马车迎面通过,当马车A自东向西行驶,马车B自西向东行驶时,两车可以同时行进,互不影响,这个例子中宽阔的马路代表的就是全双工链路。目前的交换机都支持全双工。全双工的好处在于迟延小,速度快。

半双工就是指一个时间段内只有一个动作发生,举个简单例子,一根独木桥,同时只能允许一个人通过,当有甲、乙两人从河岸两端迎面走过来时,这种情况下就只能是一个人在桥头先停下来,等待另外一个人走过来后,再继续走过去,这个例子中独木桥代表的就是半双工链路。早期的对讲机、以及早期集线器等设备都是实行半双工的产品。当数据流量较大时,工作在半双工模式的链路就会出现冲突、错包,最终影响了工作性能。因此半双工已逐渐退出历史舞台。

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全双工模式和半双工模式在网卡中的区别

1、在全双工模式下,8网根线都要分别接到水晶头相应的线序位置上;

2、在半双工模式下,只需接4根线,参照T568B标准,一般使用1 、2、3、6 线序位置上的四根线,即:橙白、橙、绿白、绿这四根线。橙白、橙 用于发送数据 ,绿白、绿 用于接收数据。

3、全双工模式下,网线最大可以达到100兆以上的速度。在半双工模式下,网线能达到的速度通常为10兆左右。

4、全双工模式的网线既可以工作于全双工模式,也可以工作于半双工模式;但半双工模式的网线不能工作于全双工模式。

5、在半双工模式下,多出来的两组线可以用来接电话线,比如:把“白蓝、蓝” 这组线分出来当电话线使用。在局域网网络布线中,用这种方式可以节省布线成本,一根双绞线同时当网线和电话线使用。

什么是网口速率?

我们现今正在使用的网络接口都为以太网接口。网口接口速率决定了接口传输数据的带宽,一般用到的接口有10Mbps、100 Mbps、1000 Mbps等速率类型。

常见的以太网接口类型有RJ-45接口,RJ-11接口,SC光纤接口,FDDI接口,AUI接口,BNC接口,Console接口。但是我们通常说的网口速率都是RJ-45接口,就是网线水晶头。

不同速率的接口也是可能对接成功的,其工作速率最终需要协商一致。如果100 Mbps自协商接口和10 Mbps自协商接口对接,协商出来的工作速率是10 Mbps。所以,接口速率不一定就是其工作速率,一般工作速率会小于或等于接口速率。

本文由 @Chloe 发布于弱电智能网 。

题图来自Unsplash,基于CC0协议

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