聶廣才，王 麟

（安徽省廣播電視傳輸發(fā)射總臺，安徽 合肥 230022）

1 引言

為保障發(fā)射臺系統(tǒng)安全、優(yōu)質(zhì)運轉(zhuǎn)，近年來，許多廣電臺站逐步進(jìn)行了設(shè)備的固態(tài)化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化改造，網(wǎng)絡(luò)化改造將各種設(shè)備連接在一起，給工作人員提供了統(tǒng)一的監(jiān)控接口和界面，為設(shè)備參數(shù)的查看設(shè)置、遠(yuǎn)程操控帶來了方便，但一個發(fā)射臺往往有若干獨立的網(wǎng)絡(luò)體系，不同網(wǎng)絡(luò)面向的對象不同，功能也不同，有必要將它們組成一個有機(jī)的整體協(xié)調(diào)工作，這正是當(dāng)今行業(yè)中推崇的總控網(wǎng)概念。

2 大蜀山發(fā)射臺原網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分析

合肥大蜀山發(fā)射臺是安徽省最重要的無線骨干臺站。九十年代末，發(fā)射臺就開始了發(fā)射機(jī)遙測遙控網(wǎng)的研制，當(dāng)時主要是面向電子管機(jī)器的集總體系網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)[1]。之后隨著發(fā)射機(jī)固態(tài)化改造的基本完成，絕大多數(shù)機(jī)器本身已具有通信接口和協(xié)議，又研制了第二代以串口服務(wù)器為核心的基于客戶機(jī)/服務(wù)器（Client/Server，C/S）結(jié)構(gòu)的發(fā)射機(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)。

2004年，發(fā)射臺開發(fā)了自動值班報警及遠(yuǎn)程視音頻回傳系統(tǒng)，由畫面分割服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)傳輸、客戶端和軟件系統(tǒng)組成，功能包括：畫面分割及顯示方式調(diào)整、音頻指示、字符信息疊加顯示、視頻丟失報警、靜幀報警、音頻丟失報警、日志記錄查詢、錄像及錄像回放等。2005年，通過光纖將監(jiān)控距離延伸到幾十公里外的山下中心機(jī)房，建立了若干遠(yuǎn)程客戶端，實現(xiàn)了對發(fā)射機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控[2]。同年，利用光纖通道將辦公計算機(jī)與山下彩電中心的網(wǎng)絡(luò)連接在一起，接入Internet網(wǎng)，實現(xiàn)了上網(wǎng)功能，也建成了發(fā)射臺內(nèi)部的辦公局域網(wǎng)。

這3套網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)共同組成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，除了在山上和山下系統(tǒng)的連接上共用光纖通道外，彼此之間沒有任何聯(lián)系，這是因為3套網(wǎng)絡(luò)投入使用的時間不同、面向的控制功能不同、合作的開發(fā)商也不同，因此設(shè)計時無法考慮兼容性，致使它們在網(wǎng)段地址和實際使用中均相對獨立。而總控網(wǎng)的思想則是希望所有的功能在控制計算機(jī)上集成起來，從而實現(xiàn)一種界面、多種控制。

3 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整合設(shè)計

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)整合的目的是在同一臺監(jiān)控計算機(jī)上實現(xiàn)在線辦公、發(fā)射機(jī)監(jiān)控和遠(yuǎn)程視音頻監(jiān)控功能的集成，原網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，3套網(wǎng)絡(luò)在硬件上已經(jīng)實現(xiàn)了交換機(jī)和數(shù)據(jù)光纖通道共享，在物理結(jié)構(gòu)上已經(jīng)連成共同的網(wǎng)絡(luò)，這就為網(wǎng)絡(luò)整合的實現(xiàn)創(chuàng)造了先決條件。

3.1 發(fā)射機(jī)監(jiān)控網(wǎng)和視音頻回傳網(wǎng)絡(luò)的整合

因為發(fā)射臺的2個監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)均采用C/S結(jié)構(gòu)，要達(dá)到整合目的，首先要求多個系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)地址在同一個子網(wǎng)內(nèi)，否則客戶機(jī)和服務(wù)器無法互訪。具體的設(shè)計是：將視音頻回傳系統(tǒng)中的3個畫面分割服務(wù)器和遠(yuǎn)程客戶機(jī)IP地址均修改為發(fā)射機(jī)監(jiān)控子網(wǎng)網(wǎng)段（192.168.0.0）的IP地址（原系統(tǒng)默認(rèn)不在該網(wǎng)段），并修改服務(wù)器相關(guān)軟件設(shè)置，這樣，這2個原子網(wǎng)中的所有客戶機(jī)只要安裝了2個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的客戶端軟件，即可實現(xiàn)對系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備的監(jiān)控。

3.2 辦公網(wǎng)與監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的整合

對于辦公網(wǎng)中的計算機(jī)，不能采用與視音頻回傳系統(tǒng)相似的方法設(shè)置，因為它們是作為中心局域網(wǎng)中的子機(jī)共享上網(wǎng)的，其IP地址網(wǎng)段必須與中心網(wǎng)一致，同時采用了MAC地址與IP地址綁定的策略，各子機(jī)的IP地址均不能改變。出于安全角度、地址沖突和網(wǎng)絡(luò)資源等方面的考慮，2個監(jiān)控子網(wǎng)中的計算機(jī)也不能將IP地址設(shè)為辦公子網(wǎng)中的地址，因此，在原有狀況下，監(jiān)控網(wǎng)和辦公網(wǎng)是不能融合的。考慮到目前發(fā)射臺辦公計算機(jī)需要連接到監(jiān)控網(wǎng)的數(shù)量不多，只需1，2臺給相關(guān)的操作人員使用即可。因此，在需要監(jiān)控的計算機(jī)上安裝雙網(wǎng)卡，其中第2塊網(wǎng)卡的IP地址設(shè)為監(jiān)控子網(wǎng)網(wǎng)段（192.168.0.0）中的空閑地址，同時在計算機(jī)上安裝發(fā)射機(jī)監(jiān)控和視音頻回傳系統(tǒng)的客戶端軟件，就能同時實現(xiàn)2個系統(tǒng)的監(jiān)控功能和在線辦公的功能，經(jīng)過實際操作驗證，方法可行。如果控制計算機(jī)中加上一個GUI控制界面，不同的選單項調(diào)用不同的子功能模塊，設(shè)計方案將更加完美。

3.3 整合后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)整合后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

4 網(wǎng)絡(luò)的功能拓展

發(fā)射臺人員在外出差或移動辦公時，經(jīng)常需要了解單位內(nèi)設(shè)備的運行狀況并獲取所需要的網(wǎng)內(nèi)共享圖紙或資料，傳統(tǒng)的媒介方式往往難以做到這一點。為實現(xiàn)這一功能，還需對網(wǎng)絡(luò)功能進(jìn)行拓展，下面比較2種可實現(xiàn)遠(yuǎn)程接入功能的方案。

4.1 改C/S為B/S結(jié)構(gòu)

B/S（Browser/Server）結(jié)構(gòu)即瀏覽器和服務(wù)器結(jié)構(gòu)，它是隨著Internet技術(shù)的興起，對C/S結(jié)構(gòu)的一種變化或者改進(jìn)的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可大大簡化客戶端的計算機(jī)載荷，能實現(xiàn)不同人員在不同地點以不同的接入方式（LAN，WAN，Internet/Intranet等）訪問和操作共同的數(shù)據(jù)庫，能有效保護(hù)數(shù)據(jù)平臺和管理訪問權(quán)限，服務(wù)器數(shù)據(jù)庫也比較安全。發(fā)射臺的各網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，發(fā)射機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)在設(shè)計初就預(yù)留了B/S功能，只需設(shè)立一個Web服務(wù)器，將服務(wù)組件裝入，在客戶機(jī)或瀏覽器上即可訪問，對于視音頻遠(yuǎn)程回傳系統(tǒng)，雖然不具有B/S結(jié)構(gòu)的設(shè)計，但有許多免費軟件，安裝使用后，原有的C/S程序不需二次開發(fā)就能實現(xiàn)Web化，即可實現(xiàn)B/S結(jié)構(gòu)應(yīng)用。

B/S結(jié)構(gòu)的不足有：1）應(yīng)用服務(wù)器運行數(shù)據(jù)負(fù)荷較重，一旦發(fā)生服務(wù)器“崩潰”等問題，后果不堪設(shè)想，因此，需要備份數(shù)據(jù)庫存儲服務(wù)器。對于發(fā)射臺這樣的單位，外部接入需求不多，這樣做并不經(jīng)濟(jì)。2）直接將服務(wù)器暴露在公網(wǎng)上，即使有各種安全策略保障，也較局域網(wǎng)更易被攻擊，安全性稍弱。3）將局域網(wǎng)內(nèi)的無公網(wǎng)地址的計算機(jī)設(shè)置成Web服務(wù)器，比有公網(wǎng)地址的計算機(jī)被外部計算機(jī)訪問，技術(shù)實現(xiàn)上更加復(fù)雜，甚至需要一定的經(jīng)費開銷，因此沒有采用這種方案。

4.2 架設(shè)VPN服務(wù)器

虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（Virtual Private Network，VPN）通過一個公用網(wǎng)絡(luò)（如Internet）建立臨時的、安全的、模擬的點對點連接，保證數(shù)據(jù)安全傳輸?shù)年P(guān)鍵就在于VPN使用了隧道協(xié)議，常用的隧道協(xié)議有 PPTP（PPP），L2TP和IPSec。從技術(shù)上說，只要支持這些協(xié)議，任何操作系統(tǒng)都可以作為一臺VPN客戶機(jī)。VPN服務(wù)器可以是VPN客戶機(jī)的一個連接點，為保證安全，可使用Windows Server 2003操作系統(tǒng)，VPN服務(wù)器僅是執(zhí)行路由和遠(yuǎn)程訪問服務(wù)任務(wù)的一個增強(qiáng)的Windows 2003 Server服務(wù)器，一旦進(jìn)入VPN網(wǎng)絡(luò)的請求被批準(zhǔn)，這個VPN服務(wù)器就簡單地充當(dāng)一臺路由器，向這個VPN客戶機(jī)提供專用網(wǎng)絡(luò)的接入[3]。

基于Windows Server 2003提供的 “路由和遠(yuǎn)程訪問”服務(wù)，可在發(fā)射臺內(nèi)部搭建VPN服務(wù)器（需要2塊網(wǎng)卡），然后通過單位外部客戶端的VPN撥號連接對局域網(wǎng)進(jìn)行訪問。“路由和遠(yuǎn)程訪問”服務(wù)默認(rèn)已經(jīng)安裝好，但需要對該服務(wù)器進(jìn)行必要的配置才能使其內(nèi)置的VPN服務(wù)生效，操作步驟主要為：先啟動VPN服務(wù)，再使用靜態(tài)IP地址池為客戶端分配IP地址，起始和結(jié)束可自定義一段 IP 地址（如 192.168.0.100～192.168.0.120），只要不與現(xiàn)有局域網(wǎng)中的地址沖突即可，最后設(shè)置用戶名、密碼，為指定用戶賦予接入權(quán)限。在完成服務(wù)器的設(shè)置后，還需在客戶機(jī)上建立一個VPN的專用連接。

VPN服務(wù)器和客戶端的配置也可用專業(yè)的VPN設(shè)置軟件完成，其操作界面更加友好，功能更強(qiáng)大，安全性也更高。無論用何種方式配置VPN，很重要的一點就是必須保證VPN服務(wù)器和互聯(lián)網(wǎng)連接的網(wǎng)卡獲得的是一個公網(wǎng)地址，即接入的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商（Internet Service Provider，ISP）沒有使用地址轉(zhuǎn)換技術(shù)，若機(jī)器地址在下列范圍之一則不是公網(wǎng)地址：10.0.0.0～10.255.255.255，172.16.0.0～172.31.255.255，192.168.0.0～192.168.255.255。這時必須更換ISP，發(fā)射臺辦公網(wǎng)接入的是廣電中心網(wǎng)，其IP地址均在10.10.126.0網(wǎng)段，顯然不是公網(wǎng)地址，因此內(nèi)部的辦公計算機(jī)均不能改造為VPN服務(wù)器，只能通過接入別的ISP實現(xiàn)，比如說ADSL或現(xiàn)在流行的FTTX+LAN接入等。

圖2為一種ADSL接入方案，需注意的是采用ADSL或FTTX+LAN接入Internet時，公網(wǎng)IP地址是由ISP自動分配的動態(tài)地址，為保證能使用固定的域名隨時撥入VPN服務(wù)器，需要動態(tài)域名解析服務(wù)軟件支持，如88IP或花生殼等，而且要做端口映射。從圖2拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以看出，局域網(wǎng)是在ADSL調(diào)制解調(diào)器或?qū)拵酚善髦型ㄟ^網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（Network Address Translation，NAT）接入Internet的，這種方式一定要在相關(guān)設(shè)備中作端口映射，由于Windows 2003的VPN服務(wù)用的是1723端口，所以可將1723端口映射到VPN服務(wù)器（地址為192.168.0.3）。不同廠家的路由器對映射設(shè)置方式有所不同，需參考具體設(shè)備的手冊，對于直接撥號方式，直接在防火墻中將這個端口放開就行了。此外，計算機(jī)防火墻還不能限制對本地回環(huán)地址127.0.0.1的訪問，否則將無法連接虛擬網(wǎng)。

按照以上配置方式操作后，將VPN服務(wù)器設(shè)置為局域網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)，即可實現(xiàn)客戶機(jī)對發(fā)射臺局域網(wǎng)內(nèi)的訪問，如果在客戶機(jī)上安裝監(jiān)控系統(tǒng)的客戶端軟件，當(dāng)VPN連接成功后，連接監(jiān)控服務(wù)器、進(jìn)行各系統(tǒng)的監(jiān)控與在單位局域網(wǎng)內(nèi)幾乎完全一致。這種設(shè)計方案已在圖2所示的現(xiàn)實系統(tǒng)中模擬調(diào)試成功，由于無須改動監(jiān)控系統(tǒng)軟件，且通信的安全性很高，更加傾向于選擇這種實現(xiàn)方案。該方案對局域網(wǎng)外的客戶機(jī)是否有公網(wǎng)地址并不要求，因此發(fā)射臺辦公網(wǎng)中的計算機(jī)在安裝了VPN和監(jiān)控系統(tǒng)的客戶端軟件后，同樣能訪問監(jiān)控服務(wù)器，而且可以省去整合方案中的第2塊網(wǎng)卡。

VPN唯一的不足就是需要另接能提供公網(wǎng)地址的ISP，為此需要額外支付一定的月租費用，盡管代價并不大，但考慮到當(dāng)前發(fā)射臺對移動辦公的需求仍較小，只在調(diào)試成功的基礎(chǔ)上作為拓展功能保留，一旦今后有需求，可隨時開通。

5 小結(jié)

在這次發(fā)射臺網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的改造中，將原來彼此獨立的3套網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有機(jī)地整合在一起，為將來可能研發(fā)的更多其他功能監(jiān)控系統(tǒng)接入提供了科學(xué)的方法，立足于發(fā)射臺工作的未來發(fā)展需要，發(fā)掘出系統(tǒng)在移動辦公中存在的不足，為此設(shè)計了解決方案并調(diào)試成功，拓展了系統(tǒng)功能，經(jīng)改造后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

[1]沈曉峰，蔣麟，秦飛，等.廣播電視發(fā)射機(jī)的遠(yuǎn)程遙控遙測系統(tǒng)[J].廣播與電視技術(shù)，2003（5）：103-105.

[2]王麟.廣電發(fā)射臺總控系統(tǒng)設(shè)計[J].電視技術(shù)，2008，11（32）：72-74.

[3]邊倩.虛擬專用網(wǎng)（VPN）的實現(xiàn)方法[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2006（12）：64-66.