談?wù)撊f兆工業(yè)網(wǎng)絡(luò)研究與實施

電力網(wǎng)通訊專網(wǎng)是集團公司為保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行已經(jīng)建設(shè)成的，集團公司電網(wǎng)工業(yè)通訊專網(wǎng)的現(xiàn)實情況是在生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)已經(jīng)有局域網(wǎng)，并局部實現(xiàn)了辦公自動化及視頻監(jiān)控，且各降壓站現(xiàn)在實現(xiàn)了遙測、聯(lián)網(wǎng)，利用計算機實現(xiàn)報表、工作單、文件傳送，實現(xiàn)模擬操作。

但現(xiàn)實需求各個降壓站實現(xiàn)OA辦公自動化系統(tǒng)、遠動信號傳輸、視頻業(yè)務(wù)的聯(lián)網(wǎng)、調(diào)度電話及集控站的建設(shè)，且要求要把圖象、視頻監(jiān)控、遙控等數(shù)據(jù)在該專網(wǎng)上進行安全傳輸。這就需要采用新方法建設(shè)新的多業(yè)務(wù)承載網(wǎng)。

隨著電力市場化的進一步發(fā)展，基于IP技術(shù)的具有開放性和安全可靠性的信息傳輸平臺將成為電力數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢。

萬兆工業(yè)控制多業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)的要求是按照新一代城域網(wǎng)絡(luò)來設(shè)計xx集團萬兆工業(yè)控制多業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò);

按照模塊化、結(jié)構(gòu)化的原則設(shè)計，便于擴充和升級;考慮技術(shù)的先進性，但應(yīng)以實用性、技術(shù)的成熟性和簡易性為主;

提供全面的服務(wù)和應(yīng)用，充分體現(xiàn)和發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的價值與效益;在新網(wǎng)絡(luò)與原有網(wǎng)絡(luò)改造過程中保證業(yè)務(wù)的平穩(wěn)過渡及割接。

1建設(shè)萬兆多業(yè)務(wù)工業(yè)承載網(wǎng)絡(luò)

1.1總體思路

xx集團萬兆工業(yè)控制多業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)按照MPLS城域網(wǎng)技術(shù)搭建，整合現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的資源，進行整體網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化。新網(wǎng)絡(luò)核心的建設(shè)采用高可靠性網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，合理設(shè)計網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可靠的網(wǎng)絡(luò)備份策略，保證網(wǎng)絡(luò)具有故障自愈的能力，最大限度地支持xx集團礦區(qū)電網(wǎng)通信專網(wǎng)的生產(chǎn)經(jīng)營系統(tǒng)的正常運行。

把先進的技術(shù)與現(xiàn)有的成熟技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合起來，充分考慮到xx集團礦區(qū)電網(wǎng)通信專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)目前的現(xiàn)狀以及未來技術(shù)和業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢,必須保障網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備的高吞吐能力，保證各種業(yè)務(wù)的高質(zhì)量傳輸，才能使網(wǎng)絡(luò)不成為xx集團礦區(qū)電網(wǎng)通信專網(wǎng)總體業(yè)務(wù)開展的瓶頸。

根據(jù)未來業(yè)務(wù)的增長和變化，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可以平滑地擴充和升級，最大程度的減少對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和現(xiàn)有設(shè)備的調(diào)整。

支持大型的動態(tài)路由協(xié)議，支持策略路由功能，保證與其它網(wǎng)絡(luò)(其它網(wǎng)絡(luò)或者其它有聯(lián)網(wǎng)需求的網(wǎng)絡(luò))之間的平滑連接。

1.2技術(shù)方案

1.2.1關(guān)鍵技術(shù)利用MPLS技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)平臺上為各個不同業(yè)務(wù)提供虛擬專用網(wǎng)(VPN)服務(wù)。

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)實現(xiàn)必須能夠傳送10GB級的骨干網(wǎng)數(shù)據(jù)流，網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和路由必須以線速進行網(wǎng)絡(luò)層實現(xiàn)10GB吞吐速率，結(jié)合多協(xié)議能力，來支持10GB速率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)必須以GB級速率進行。每個數(shù)據(jù)包或數(shù)據(jù)流被網(wǎng)絡(luò)層的應(yīng)用服務(wù)分析，這些過程要求分析、決策，并且這些服務(wù)應(yīng)用要以高速、可靠來實現(xiàn)。監(jiān)控和管理GB級系統(tǒng)，GB速率要求新的方法來監(jiān)控、故障排除和管理。

平滑和可擴展的遷移，高速主干的建立，要求平滑，穩(wěn)定和分布的遷移，要使得原有的大量設(shè)備和應(yīng)用能夠順利遷移到新的高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

1.2.2技術(shù)方案

1)xx萬兆多業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)核心網(wǎng)城域網(wǎng)骨干層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

①網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可分為二層：核心網(wǎng)城域網(wǎng)骨干層用戶接入層。

②核心網(wǎng)城域網(wǎng)將節(jié)點連接為一個支撐整體，設(shè)計思路為以中心局為核心骨干節(jié)點結(jié)合地理分布的特點，各節(jié)點采用10GE鏈路相連形成相切的兩個環(huán)形冗余組網(wǎng)以提高可靠性、承載能力和擴展空間，選用10GE光纖線路承載完全滿足高帶寬、高擴展性的傳輸技術(shù)要求。

③使用MPLS技術(shù)建設(shè)城域主干網(wǎng)絡(luò)，在骨干節(jié)點間使用MPLSVPN劃分隔離不同的業(yè)務(wù)系統(tǒng)或部門;MPLSVPN延伸城域網(wǎng)接入層，以獲得更好的網(wǎng)絡(luò)性能;用戶接入層使用VLAN劃分不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)或部門。VPN技術(shù)為以后的數(shù)據(jù)安全隔離、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量保證、多類別服務(wù)提供了技術(shù)上的保證。

④邏輯網(wǎng)絡(luò)連接上采用環(huán)帶鏈的組網(wǎng)拓撲發(fā)展。在將來的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)中骨干城域網(wǎng)環(huán)形連接，其余接入層匯聚節(jié)點采用樹型千兆上行連接的組網(wǎng)方式，這樣既可以節(jié)省費用，冗余性也得以保障。在核心個節(jié)點交換機上配置MPLS，劃分若干VPN，在每個VPN包含一個或若干Vlan，核心交換機不僅要支持VLAN等特性，還能擴展支持MPLSVPN組。

⑤路由技術(shù)上采用EBGP、ospf、is-is、RIP、靜態(tài)路由協(xié)議并加入MPLS，構(gòu)成MPLSVPN網(wǎng)絡(luò)。并劃分若干自治區(qū)域，便于管理和減少路由發(fā)布的數(shù)量和規(guī)模。同時每個區(qū)域的邊界交換機作為MPLS網(wǎng)絡(luò)的PE設(shè)備，并在上面劃分VPN，做到VPN間的信息嚴格隔離。

⑥用戶匯聚接入層為接入用戶提供VLAN接口，以接入核心網(wǎng)上不同的應(yīng)用，如業(yè)務(wù)系統(tǒng)訪問主機要位于一個單獨的VLAN里，以實現(xiàn)與其它業(yè)務(wù)系統(tǒng)主機在第二層進行隔離保證安全。

2)xx萬兆多業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)用戶接入層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計本次網(wǎng)絡(luò)改造使用S5300交換機接入萬兆網(wǎng)主要有三種方式：雙歸屬接入方式、雙鏈路或多鏈路單歸屬接入方式、單歸屬接入方式。

①雙歸屬接入方式：雙鏈路接入不同S9312交換機或者臨近降壓站，使用ISIS協(xié)議動態(tài)學(xué)習(xí)VPN路由保障雙鏈路冗余。

②雙鏈路、多鏈路單歸屬接入方式：雙鏈路接入同1臺S9312交換機，使用鏈路捆綁方式保障業(yè)務(wù)正常運行。

③單歸屬接入方式：單鏈路接入1臺S9312交換機。

2項目實施中的研究及創(chuàng)新成果

引進ISIS路由協(xié)議動態(tài)學(xué)習(xí)內(nèi)網(wǎng)路由，使網(wǎng)絡(luò)具有快速收斂性;同時利用COST值影響ISIS的路由選擇，使承載網(wǎng)具備了高冗余性、高可靠性和可控性。城域網(wǎng)骨干層采用萬兆接口互聯(lián)，并采用ISIS協(xié)議建立環(huán)網(wǎng)雙歸屬設(shè)計，在工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中尚屬于首次。

利用MPLS技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)平臺上為各個不同業(yè)務(wù)提供虛擬專用網(wǎng)(VPN)服務(wù)不同業(yè)務(wù)之間互不影響，保證了各個業(yè)務(wù)的安全。用戶接入層采用雙鏈路或者多鏈路接入原則，利用COST值來調(diào)整鏈路的主備用關(guān)系，保證用戶接入層鏈路的安全和內(nèi)外路由的正確性。

3效益分析

項目的實施整合充分利用了光纜資源，同一條線路上可以接入上百個專網(wǎng)通道，不需要再為單一業(yè)務(wù)采用單獨光纜跳接的方式搭建專門的網(wǎng)絡(luò)，大大降低了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，同時整合了通訊公司通信光纜和電務(wù)廠高壓光纜資源，為以后信息化業(yè)務(wù)的發(fā)展提供更多的線路資源。

項目的實施，填補了集團公司工業(yè)控制承載網(wǎng)絡(luò)的空白，為集團公司工業(yè)控制信息化搭建了平臺，提供了承載網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。為集團電網(wǎng)集控站的建設(shè)及無人值守站點的建設(shè)提供了網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。采用了先進的技術(shù)，大大滿足了工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需求，保證了工業(yè)網(wǎng)的安全可靠運行，提高了工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量。

同時，設(shè)備投資減少，人員成本減少，經(jīng)濟效益可觀，對集團公司經(jīng)濟創(chuàng)收發(fā)揮了巨大的作用。

4總結(jié)

本文主要介紹了針對xx電網(wǎng)通訊專網(wǎng)的現(xiàn)實存在問題以及需求狀況，利用mplsvpn對xx公司電網(wǎng)通訊專網(wǎng)進行全面改造，建設(shè)成為萬兆多業(yè)務(wù)工業(yè)承載網(wǎng)絡(luò)，使xx集團公司信息化發(fā)展達到新的高度。

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