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網路監控的視頻碼流、幀率、全雙工、網口速率基礎概念

有朋友在後臺留言, 網路監控系統的圖像會卡頓, 但是自己算了頻寬, 一台網路攝像機占8M頻寬, 交換機百兆, 接入11台, 理論上100÷8=12.5台, 一共接11台那麼網路頻寬是不是夠了, 但還會網路卡頓, 問到底是什麼原因呢?

關於卡頓的原因, 我們前面已經寫過相關文章了, 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, 你應該怎麼辦呢?

針對這些困惑, 我們要先瞭解網路監控與涉及設備的基礎概念。

什麼是視頻碼流和幀率?

視頻碼流是視頻檔編碼後在單位時間內使用的資料流程量。 也稱為視頻碼率。 是視頻畫面品質的最重要部分(摘自百度百科)。

我們監控視頻中碼流的單位時間是1秒。 1秒=1000毫秒(這個下面用)。

那麼視頻圖像會不會像流水一樣勻速地流過呢?肯定不是的。 是通過幀來經過, 幀是資料傳輸單位, 每秒鐘幀數 (用fps表示) 愈多,

所顯示的動作就會愈流暢。 高的幀率可以得到更流暢、更逼真的視頻動畫。

如果視頻是每秒25幀, 那每幀之間就有時間間隔。 時間間隔可以計算為40毫秒。

那我們可以得知, 發送和發送間隔的平均碼率要小於發送視頻幀時候的碼率。

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

什麼是全雙工和半雙工?

全雙工傳輸是指交換機在發送資料的同時也能夠接收資料, 兩者同步進行, 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, 當馬車A自東向西行駛, 馬車B自西向東行駛時, 兩車可以同時行進, 互不影響, 這個例子中寬闊的馬路代表的就是全雙工鏈路。 目前的交換機都支持全雙工。 全雙工的好處在於遲延小, 速度快。

半雙工就是指一個時間段內只有一個動作發生, 舉個簡單例子, 一根獨木橋, 同時只能允許一個人通過, 當有甲、乙兩人從河岸兩端迎面走過來時, 這種情況下就只能是一個人在橋頭先停下來,

等待另外一個人走過來後, 再繼續走過去, 這個例子中獨木橋代表的就是半雙工鏈路。 早期的對講機、以及早期集線器等設備都是實行半雙工的產品。 當資料流程量較大時, 工作在半雙工模式的鏈路就會出現衝突、錯包, 最終影響了工作性能。 因此半雙工已逐漸退出歷史舞臺。

全雙工模式和半雙工模式在網卡中的區別

1、在全雙工模式下, 8網根線都要分別接到水晶頭相應的線序位置上;

2、在半雙工模式下, 只需接4根線, 參照T568B標準, 一般使用1 、2、3、6 線序位置上的四根線, 即:白橙、橙、白綠、綠 四根線。 白橙、橙 用於發送資料 , 白綠、綠 用於接收資料。

3、全雙工模式下, 網線最大可以達到100兆以上的速度。 在半雙工模式下, 網線能達到的速度通常為10兆左右。

4、全雙工模式的網線既可以工作于全雙工模式,也可以工作於半雙工模式;但半雙工模式的網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、藍” 這組線分出來當電話線使用。在局域網網路佈線中,用這種方式可以節省佈線成本,一根雙絞線同時當網線和電話線使用。

什麼是網口速率?

我們現今正在使用的網路介面都為乙太網介面。網口介面速率決定了介面傳輸資料的頻寬,一般用到的介面有10Mbps、100 Mbps、1000 Mbps等速率類型。

常見的乙太網介面類別型有RJ-45介面,RJ-11介面,SC光纖介面,FDDI介面,AUI介面,BNC介面,Console介面。但是我們通常說的網口速率都是RJ-45介面,就是網線水晶頭。

不同速率的介面也是可能對接成功的,其工作速率最終需要協商一致。如果100 Mbps自協商介面和10 Mbps自協商介面對接,協商出來的工作速率是10 Mbps。所以,介面速率不一定就是其工作速率,一般工作速率會小於或等於介面速率。

4、全雙工模式的網線既可以工作于全雙工模式,也可以工作於半雙工模式;但半雙工模式的網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、藍” 這組線分出來當電話線使用。在局域網網路佈線中,用這種方式可以節省佈線成本,一根雙絞線同時當網線和電話線使用。

什麼是網口速率?

我們現今正在使用的網路介面都為乙太網介面。網口介面速率決定了介面傳輸資料的頻寬,一般用到的介面有10Mbps、100 Mbps、1000 Mbps等速率類型。

常見的乙太網介面類別型有RJ-45介面,RJ-11介面,SC光纖介面,FDDI介面,AUI介面,BNC介面,Console介面。但是我們通常說的網口速率都是RJ-45介面,就是網線水晶頭。

不同速率的介面也是可能對接成功的,其工作速率最終需要協商一致。如果100 Mbps自協商介面和10 Mbps自協商介面對接,協商出來的工作速率是10 Mbps。所以,介面速率不一定就是其工作速率,一般工作速率會小於或等於介面速率。

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