以太网与交换机转发

同轴线缆互联常见的低成本方案是采用转接器进行物理连接，此时来自多个模拟摄像机的模拟视频信号就会相互产生干扰，导致DVR无法进行有效区分，所以通常不会用同一根同轴线缆传输多路模拟视频——当然，这并不是说没有技术可以解决这个问题，方案很多，却不经济，一般只有在历史模拟监控项目的高清改造时才会考虑。模拟监控逐渐被历史淘汰的另一个重要原因是，以太网和IP技术的生命力和发展潜力已经获得了通信界的一致认同，并在后续的历史进程中不断焕发出蓬勃的生机。

以太网

以太网（Ethernet）常见的线缆有双绞线（即常说的“网线”）和光纤两种，前者通信采用电信号，后者通信采用光信号。以太网是一种分组通信技术，这个分组叫“以太帧”，它负责承载各种数据在以太网线缆中的传输，就像无数辆装载着信息段的集装箱车奔跑在高速公路上一样。

以太网交换机负责在局域网内连接各个设备：NVR、DVR、IPC、路由器、PC、服务器等。这些设备各自拥有全球唯一的MAC地址（Media Access Control Address），或称为硬件地址，采用十六进制数表示，共6字节（48位）。其中，前3字节（高位24位）是厂家的标识符，后3字节（低位24位）由厂家自行指派给所生产的设备。例如：“48:EA:63:0E:B7:BF”，其中“48:EA:63”是浙江宇视科技有限公司的标识符，该设备由宇视科技生产。任何一个设备往其他设备发送以太帧，都需将自己的MAC地址写在以太帧的源地址信息中，将目的设备的MAC地址写在以太帧的目的地址信息中。

转发原理

交换机怎么知道该指引一个特定的以太帧往哪个或哪些端口转发呢？交换机内部存在一个MAC地址表，如图1-5所示，每个表项至少包含MAC地址和设备端口号。转发原则是：如果该表中存在该以太帧的目的MAC地址，则引导该帧往这个表项所对应的端口转发出去；如果不存在，则往入端口之外的所有其他端口进行复制转发。

图1-5 MAC地址表

从图1-5可知，当交换机s7502E-1收到一个目的地址为0000-0000-0006的以太帧，发现MAC地址表中存在该地址所对应的MAC表项，表项中的端口号为GigabitEthernet2/0/3，则引导该以太帧从该端口转发出去。

交换机有一个叫作“源（MAC）学习”的关键特性：任何一个以太帧进入交换机，交换机都会记住该帧的源MAC地址，并将该MAC地址和入端口号绑定记录在MAC地址表里，今后若收到目的地址为该MAC地址的以太帧，交换机就知道该指引它往该端口转发了。例如，交换机从端口GigabitEthernet2/0/33收到一个源地址为0001-2828-0800的以太帧，就生成一个MAC地址表项，包含该MAC地址和该端口，如图1-5所示。

交换机的原理是不是非常简单？我们再稍微扩展一下。MAC表项通常还具备另外两个属性：老化时间和状态。因为交换机的表项容量有限，所以暂时不用的MAC表项应该及时清除，以节省表项空间，这就需要设置一个表项的存活期，即“老化时间”——H3C设备通常默认设置为300秒，300秒内若无对应源MAC地址的以太帧进来，表项就会被删除，否则存活期会被刷新回300秒。既然有动态的源（MAC）学习机制，自然也可以通过手工静态配置MAC表项，“状态”这个字段就用来指明该表项源自动态学习还是静态配置，静态配置的表项没有老化时间。两个属性的示例可参见图1-5。

交换机的基本原理清楚了，老U的疑问也就释然了：来自各个IPC的各路视频被分拆成一个个小包（即所谓的“分组”），分别一个个装载进以太帧并标记好源和目的MAC地址（即所谓的“封装”），然后由交换机送往NVR，反过来，NVR向各个IPC发送报文的过程也是一样，由于采用的是分组技术，各自的包裹各自收，肯定错不了。