二层和三层网络交换技术在4K 超高清制作系统中的应用研究

钟 辰

（中央广播电视总台，北京 100020）

0 引 言

中央广播电视总台已经陆续搭建完成包括演播室、转播车及EFP 在内的多套4K 超高清IP 化制作系统。这些系统遵循SMPTE-2110 视、音频协议集标准［1］。综合分析这些IP 化超高清制作系统可以发现，它的核心网络架构和设备选型组合大致分为两类：一类是以Cisco 通用交换机为核心+以Grass Valley 为主的制作终端形成的IP 化视频系统网；另一类是以华为或Cisco 通用交换机为核心+以SONY 为主的制作终端形成的IP 化系统网。GV+Cisco 的系统模式采用三层网络交换技术，其交换机工作在OSI 网络模型的第三层（IP 层），通过IP 交换技术实现对制作网内视频业务组播数据的高速转发。SONY+华为/Cisco 模式涉及到二层网络交换技术（SONY 模式交换机组成的叶-脊架构中会存在二层和三层混合模式，二层是指交换机与终端划分的同一VLAN 内数据转发，而跨VALN间的组播转发则是三层IP 工作关系），其交换机工作在OSI 模型的第二层（数据链路层），通过处理组播MAC 地址信息实现对网内视频业务数据包的高速转发（目前，华为、Cisco 通用交换机自身都属于三层网络交换机，但都可选择在二层、三层转发模式下工作）。在小型制作局域网中，二层交换技术不处理数据层的IP 地址和高层端口协议，只需要数据包的MAC 地址信息，然后靠交换机硬件实现大数据转发，速度快，是二层网络交换的一个显著优点。三层交换技术综合二层转发的高效率和IP 数据信息路由处理功能，能够做到数据的一次路由计算后多次转发。……