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电力综合数据网建设研究

摘要:在电力通信系统中,综合数据网主要承载电力企业的管理信息业务。随着电力通信系统的迅速发展,以光缆为主的光纤通信系统覆盖面不断增大。在这种背景下,地市供电局的新建综合数据网可以选择的技术也变得更多。本文围绕新建数据网设计阶段需要考虑的问题,重点探讨了拓扑结构、路由协议的选择以及标签协议等方面内容。

关键词:拓扑;路由;标签

电力通信系统综合数据网,是电网管理信息大区的一部分。一个健壮的综合数据网可以有效支持电网生产、用户营销、企业自动化办公等业务,对智能电网的发展会起到很好的推动作用。随着地市局通信光缆网的快速发展,通信系统的承载介质也基本实现了光纤化。本文以地市局综合数据网建设项目为例,首先列举了几种符合电力通信系统特点的数据网组网技术,并进行对比分析得出一种最为合适组网方式;然后简单分析以太网若干路由技术,讨论出最适合的路由技术和网络技术;最后简单介绍标签技术,指出其在数据网组网技术中的重要性。

1组网技术选择

1.1SDH/MSTP或协议转换器组网

变电站的网络覆盖一般采用这种方式。由于变电站已经实现了SDH网络的全覆盖,在此基础上的的网络覆盖可以采取两种方式:一是通过MSTP技术,通过捆绑多个2M时隙的方式建立网络拓扑;二是在传输网两端直接2M落地,通过加装协议转换器转换成数据网网络形式组网。由于传输网的SNCP保护功能,这两种拓扑组网方式可靠性高。但也存在以下不足:(1)一些数据设备的一些组网协议不能通过传输网通道传输;(2)由于传输网一般提供的带宽有限,不能满足管理信息业务的大容量、大带宽需求;(3)新数据节点的并网依赖传输网提供的资源。

1.2RPR组网

供电营业厅一般采用这种方式。由于供电营业厅直接面向社会公众,对信息系统的带宽和可靠性有较高要求,同时由于营业厅一般不部署SDH设备,因此RPR技术在营业厅网络上得到充分运用。RPR网络可以提供快速而稳健的自愈能力,可在50ms内完成自动保护倒换。但是由于营业厅之间往往相距较远,一般不会建立直连的光缆,因此分局间的RPR光纤环网通道会占用变电站的纤芯资源。一旦RPR环网成成规模,变电站的纤芯资源就不够了。另外RPR的环形组网模式网络扩容能力不强,新设备不容易并网。

1.3光纤直连组网

随着地市局通信光缆网的快速发展,光纤通信网基本完全覆盖供电局的变电站、营业厅等机构。同时由于多光口交换机成本已经足够低,因此可以采用光纤直连方式实现拓扑连接。另外,由于现代化的企业管理需求以及电力生产系统对网络带宽的需求日益提升,越靠近核心层带宽需求越高,一般来说核心层网络要10G链路才能满足需求,而光纤组网可以很好满足带宽要求;由于光缆路由足够丰富,可以保证每个设备有两个以上不同光方向,从而弥补了没有自动保护机制的缺陷,提高了网络可靠性。综上所述,目前在地市局范围内采用光纤直连方式组网最为合适。

2路由协议

选择路由协议分内部网关协议(IGP)和外部网关协议(EGP)两类,前者应用于一个AS域内,后者应用与不同AS间。

2.1内部网关协议

IGP在网络中起着连通骨干、路径选择和自动路由迂回的作用。IGP有RIP、RIPv2、IGRP、EIGRP等协议,RIP、RIPv2不适合大型网络;IGRP、EIGRP是思科公司私有协议,不具备推广价值。目前,可以用于大规模的ISP同时又基于标准的IGP的路由协议有OSPF和ISIS。OSPF、IS-IS都是链路状态路由协议,都适应大规模的网络。OSPF采用增量更新方式,对设备CPU、内存负担小;采用组播形式收发报文,这样可以减少对其它不运行OSPF路由器的影响;OSPF同域内的路由器共享相同的路由表,可以减少网络泛洪。IS-IS协议中,IS路由器负责交换基于链路开销的路由信息并决定网络拓扑结构。IS-IS与OSPF类似,但由于IS-IS路由协议多用于ISP运营商,企业网用户不熟悉,因此建议使用OSPF协议。

2.2外部网关协议

EGP是一种自治系统间的动态路由发现协议。由于供电局需要与省公司综合数据网进行通信,因此存在AS域间的通信。因此必须配置EGP协议。目前使用最多的EGP协议为BGP协议。省网综合数据网是一个有机整体,各地市中日益增加的路由表会导致自治区域间路由信息的交换量越来越大,从而影响整个省级网络的性能。而BGP协议支持无类型的区域间路由CIDR,并带有丰富的路由属性,因此可以有效的减少日益增大的路由表。BGP协议又分IBGP、EBGP。IBGP在AS系统内部运转,主要实现导入IGP路由;EBGP在ASBR上,应用于不同AS之间,通过多种属性,实现路由在不同AS域间的运转。

2.3路由反射器

由于IBGP路由器之间需要建立逻辑上的邻居,这就要求网络上启用IBGP的路由器具有全网状(full-mesh)的结构。但是由于物理上全网状结构会造成变电站大量的纤芯资源浪费。为解决AS域内各IBGP节点的全连接问题,需要启用路由反射器(RR)的功能。在网络中选择2到3台路由器,使其成为路由反射器,所有IBGP路由器均与RR路由器建立邻居关系,这样全网中的IBGP路由器就可以通过RR学习、转发路由。RR运用将会使的网络路由更加优化、扩展更加方便、灵活。

3MPLS-VPN技术概论

上世纪90年代思科公司最先提出标签交换技术,发展至今成为MPLS技术。由于只靠路由协议不能满足业务系统对网络延时、安全、服务质量的要求,数据网还要MPLS标签技术进行完善。MPLS技术,即在SDH交换上结合了路由交换功能。数据包通过虚拟电路来传送,在数据链结层,MPLS只须执行硬件式交换,它的体系整合了IP选择路径与二层交换标记,因而有效地解决了互联网路由的问题,使数据包传送的延迟时间大大减短,使得网络传输的很大程度的速度,更好的传送语音和视频的业务。MPLS网络由核心部分的LSR(标签路由交换设备)、边缘部分的LER(标签边缘路由交换设备)组成。另外,出于网络安全的考虑,以及对不同业务的管理的需要,需要在数据网中采用VPN技术。例如在地市局的网络中一般存在OA_VPN和IDC_VPN,一个用作办公自动化业务,一个用于信息中心服务器集群业务。由于不同VPN之间无法通信,因此通过部署VPN,可以在网络中实现业务流量的有效逻辑隔离。形成一个的安全、稳定的隧道。MPLS-VPN网络实现MPLS技术与VPN技术的有机结合。在MPLS-VPN网络中,路由器的角色分为三种:分别是CE、PE和P路由器。作为骨干路由器的P路由器,负责VPN分组外层标签交换;PE路由器作为边界路由器,存储全局路由表和VRF(VPN路由转发表),VRF中存储着VPN路由条目,全局路由表中存着内部路有条目;作为客户端路由器的CE路又器,将一个VPN分组转发给入PE路山器后,PE路由器查询发起方VPN对应的VRF表,从VRF表中得到唯一对应的VPN标签和下一跳出口PE路由器地址。出PE路由器依据内层标签査找到对应的出口之后,将VPN分组上的标签删除,将剔出标签的VPN分组转发给正确的用户端CE路由器,CE路由器将根据自身路由表将分组转发到正确的目的地址。在MPLS-VPN网络中,BGP路由协议得到了扩展。扩展后的BGP协议成为MP-BGP协议,被应用于PE路由器之间,用来传送VPN的路由信息以及相应的内层标签(VPN的标签);而PE路由器与P路由器之间,则采用IGP协议交互路由信息进行路由决策,完成路由信息与外层标签(MPLS标签)的绑定。

4结束语

综合数据网是电力通信专网的重要组成部分,它可以有效支持企业生产、办公智能化发展。在地市局对现有综合数据网进行改造时,考虑到业务系统对带宽需求的因素,建议采用裸光纤配交换机直连的方式组网;在选择路由协议时,需要遵照网、省公司统一标准,建议采用OSPF作为IGP路由协议,采用BGP作为EGP路由协议;同时,通过配置MPLS-VPN、扩展BGP路由协议等方式,加快数据报文的交换,使数据网络满足业务系统对网络延时、安全、服务质量的要求。

参考文献

[1]段艳明,肖辉辉.浅谈RPR技术及其在城域网中的应用[J].福建电脑,2008(01):178.

[2]青岚昊.RPR技术及其在城市轨道交通传送网应用[J].通信与信息技术,2009(02):79.

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[4]赵曦.MPLS_VPN组网的规划与实现[D].北京:北京邮电大学,2012(05):10-20.

[5]陈宏.基于MSTP的城域光传送网及其应用[D].天津:天津大学,2004(06):4-9

作者:黄学劲

 

  发布时间:2016/11/7 15:02:48  阅读人次