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水利水電工程局域網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

田偉

(水利部海委漳衛(wèi)南運(yùn)河管理局，山東 德州253009)

【摘要】水利水電工程通信設(shè)計(jì)規(guī)范并未對局域網(wǎng)設(shè)計(jì)作出規(guī)定，但是隨著信息科技和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，建筑物內(nèi)沒有信息網(wǎng)絡(luò)已不現(xiàn)實(shí)，對工程范圍內(nèi)主副廠房和辦公樓等進(jìn)行局域網(wǎng)設(shè)計(jì)勢在必行。本文對水利水電工程局域網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了具體介紹。

【關(guān)鍵詞】工程建筑物；局域網(wǎng)； 交換機(jī)

1建設(shè)目標(biāo)、原則與內(nèi)容

1.1　建設(shè)目標(biāo)

為滿足水電專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)發(fā)展，并保證3~5年內(nèi)整個局域網(wǎng)的高性能、高吞吐能力運(yùn)行，以及各種信息(數(shù)據(jù)、語音、圖像)的高質(zhì)量傳輸，力爭實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)透明網(wǎng)絡(luò)，將對專網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，并實(shí)現(xiàn)以下幾個目標(biāo)：

a.為保證核心網(wǎng)絡(luò)不斷網(wǎng)，核心設(shè)備采用，交換控制模塊冗余、電源冗余，并可保證2~3年內(nèi)設(shè)備的高可靠性、穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性。

b.保證樓內(nèi)主干網(wǎng)絡(luò)速率為1000M，客戶桌面端網(wǎng)絡(luò)連接速率為100M。

c.為便于網(wǎng)絡(luò)管理員的日常維護(hù)和對網(wǎng)絡(luò)資源的合理分配、利用，增加相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備，可以為用戶提供具有不同服務(wù)質(zhì)量等級的服務(wù)保證，使骨干網(wǎng)真正成為同時承載數(shù)據(jù)、語音和視頻業(yè)務(wù)的綜合網(wǎng)絡(luò)。

1.2　建設(shè)原則

實(shí)用性原則:該系統(tǒng)的建設(shè)將始終遵循“面向應(yīng)用，注重實(shí)效”的指導(dǎo)思想。緊密結(jié)合經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，為信息服務(wù)提供現(xiàn)代化的手段。

先進(jìn)性原則:系統(tǒng)硬件設(shè)備和軟件平臺應(yīng)最先進(jìn)，既要反映當(dāng)今技術(shù)的先進(jìn)水平，又應(yīng)具有很強(qiáng)的擴(kuò)展能力。同時還應(yīng)注意所選用的技術(shù)、設(shè)備和開發(fā)工具是最普及通用和成熟的，能與最新技術(shù)接軌，對市場的任何變化具有極強(qiáng)的適應(yīng)性。

開放性原則:考慮到系統(tǒng)中所選用的技術(shù)和設(shè)備的協(xié)同運(yùn)行能力，保護(hù)現(xiàn)有的資源和系統(tǒng)投資的長期效應(yīng)以及系統(tǒng)功能不斷擴(kuò)展的需要，所采用的軟硬件平臺必須具有開放性，所采用的規(guī)范應(yīng)與生產(chǎn)廠商無關(guān)。

擴(kuò)展性原則：由于網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的飛速發(fā)展，變化日新月異，選用的技術(shù)和產(chǎn)品應(yīng)具有很強(qiáng)的可增長性和擴(kuò)展性。

可靠性原則:在社會向信息化發(fā)展的同時，也存在一種危機(jī)，即對信息技術(shù)的依賴程度越高，系統(tǒng)失效所造成的影響也越大。因此，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須在投資可接受的條件下，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、技術(shù)措施、設(shè)備選型以及廠商的技術(shù)服務(wù)和維修響應(yīng)能力等方面綜合考慮，確保系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

安全性原則:在網(wǎng)絡(luò)信息時代，大流量的數(shù)據(jù)傳輸和管理在整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中占很重要的位置，同時有些數(shù)據(jù)文件屬于高度秘密，為防止外來黑客的侵入，應(yīng)具有較好的穩(wěn)定性和安全性。

經(jīng)濟(jì)性原則:要充分考慮性能價格比，“按需集成”，以求在確定的資金規(guī)模下達(dá)到最好的、先進(jìn)的性能。

同時，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的具體情況，應(yīng)考慮以下幾個方面的問題：

a.在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的選擇方面，采用目前比較先進(jìn)、成熟的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。系統(tǒng)除滿足現(xiàn)有使用外，還應(yīng)留有擴(kuò)充余地，以滿足日后系統(tǒng)擴(kuò)展的需要。

b.骨干核心交換機(jī)滿足冗余設(shè)計(jì)，骨干核心交換機(jī)與接入層交換采用1000M連接。100M交換到桌面，有150個信息點(diǎn)。

c.維護(hù)終端和服務(wù)器之間有足夠的帶寬，系統(tǒng)有足夠的隔離和安全機(jī)制。

d.在滿足系統(tǒng)要求的情況下，盡可能采用簡單的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

1.3　建設(shè)內(nèi)容

根據(jù)具體布線情況和業(yè)務(wù)信息點(diǎn)布局，提出網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)規(guī)劃方案，并完成網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及相關(guān)產(chǎn)品的集成任務(wù)。具體有以下幾個方面的工作內(nèi)容：

a.網(wǎng)絡(luò)核心層設(shè)備。將網(wǎng)絡(luò)匯聚層和接入層合二為一，有別于以往標(biāo)準(zhǔn)的三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模型設(shè)計(jì)，可以大大提高各樓層網(wǎng)絡(luò)通信的效率和整體網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換性能。具體來講，在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上，設(shè)置核心交換機(jī)，形成星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；樓層各接入交換機(jī)通過1000M鏈路分別連接至中心機(jī)房的核心交換機(jī)。

b.樓層接入設(shè)備。至少擁有48個10/100M以太端口和2個1000M端口。10/100M以太端口負(fù)責(zé)接入房間的各PC節(jié)點(diǎn)，總共需要連接的房間信息點(diǎn)約為150個。

各樓層固定信息點(diǎn)分布情況見表1。

表1　各樓層固定信息點(diǎn)分布情況

c.網(wǎng)絡(luò)安全及管理設(shè)備。為保證整個網(wǎng)絡(luò)的高效、穩(wěn)定，配置防病毒系統(tǒng)；同時為了便于網(wǎng)絡(luò)管理員的日常維護(hù)和對網(wǎng)絡(luò)資源的合理分配、利用，配置相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，可以為用戶提供具有不同服務(wù)質(zhì)量等級的服務(wù)保證，使骨干網(wǎng)真正成為同時承載數(shù)據(jù)、語音和視頻業(yè)務(wù)的綜合網(wǎng)絡(luò)。

2網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1　整體要求

a.所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備硬件要選擇成熟的產(chǎn)品構(gòu)建，所選擇的產(chǎn)品在生產(chǎn)領(lǐng)域及專業(yè)領(lǐng)域要有廣泛的應(yīng)用案例和認(rèn)可度。

b.硬件產(chǎn)品之間要具有良好的集成性和統(tǒng)一性。

c.要保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的完整性與一致性，分布數(shù)據(jù)傳輸交換可靠性，系統(tǒng)可維護(hù)性、可擴(kuò)充性、可升級性，公共資源配置一致性管理。

d.在管理界面的設(shè)計(jì)過程中要充分考慮到最終用戶的使用習(xí)慣和常用術(shù)語。

e.提供良好的網(wǎng)絡(luò)情況監(jiān)視、管理操作界面，使管理員能迅速地掌握系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時使用效率。

f.系統(tǒng)具有合理的用戶權(quán)限分配機(jī)制。針對不同部門、不同層次的用戶，分配不同的訪問權(quán)限。

g.系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行須具有較高的安全性、可靠性、穩(wěn)定性和容錯性。

2.2　功能與技術(shù)要求

2.2.1組網(wǎng)模型

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備選型要基于高性能的局域網(wǎng)，將建立一套二層架構(gòu)的局域網(wǎng)絡(luò)(核心層、接入層)，能夠?yàn)檗k公、管理、調(diào)度提供一個先進(jìn)、可靠、基于標(biāo)準(zhǔn)的多業(yè)務(wù)平臺，可以實(shí)現(xiàn)寬帶接入、辦公自動化等功能。

2.2.2核心層設(shè)備功能

核心層是局域網(wǎng)的主干，核心層的主要功能如下：

a.提供交換區(qū)塊間的連接，支持多個鏈路的捆綁以提高帶寬和可靠性。

b.提供到其他區(qū)塊(如：服務(wù)器區(qū)塊)的訪問，并且能夠?qū)Ψ?wù)器系統(tǒng)進(jìn)行負(fù)載均衡，以提高數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的訪問性能，保證業(yè)務(wù)系統(tǒng)的高性能和高可靠性。

c.具備高速的數(shù)據(jù)包處理能力，快速地交換數(shù)據(jù)幀或數(shù)據(jù)包，并支持策略路由功能。

d.支持QoS，包括支持DiffServ，交換機(jī)的端口能夠提供多個硬件隊(duì)列。

e.具備對交換背板、CPU交換引擎模塊、電源、I/O模塊、鏈路等關(guān)鍵部件的冗余能力。能夠提供對核心層交換機(jī)故障的冗余處理能力。

f.對數(shù)據(jù)包的安全過濾控制。對設(shè)備管理的安全支持，如：管理員認(rèn)證和支持SNMPv3等。

2.2.3接入層設(shè)備功能

接入層的主要功能如下：

a.支持千兆上連。

b.支持高速堆疊端口。

c.支持與核心層交換機(jī)的多鏈路捆綁技術(shù)，以提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性。

d.對設(shè)備管理的安全支持，如：管理員認(rèn)證和支持SNMPv3。

e.支持QoS技術(shù)，如：防止包頭阻塞(HOL)。

2.3　設(shè)備主要技術(shù)性能指標(biāo)

設(shè)備主要技術(shù)性能指標(biāo)見表2~表3。

表2　核心層交換機(jī)技術(shù)性能指標(biāo)

表3　接入層交換機(jī)技術(shù)性能指標(biāo)

3設(shè)備配置參考

設(shè)備配置參考見表4~表5。

表4　核心交換機(jī)配置

表5　接入交換機(jī)配置

4設(shè)計(jì)總結(jié)

通過局域網(wǎng)設(shè)計(jì)，提供生產(chǎn)和辦公自動化平臺，使電站用戶可以和互聯(lián)網(wǎng)連接，也可以傳遞內(nèi)部生產(chǎn)和辦公信息，對內(nèi)對外實(shí)時交換語音、數(shù)據(jù)、視頻圖像。內(nèi)容包括：生產(chǎn)實(shí)時數(shù)據(jù)管理、設(shè)備管理、生產(chǎn)運(yùn)行管理、生產(chǎn)技術(shù)管理、安全監(jiān)察管理、計(jì)劃統(tǒng)計(jì)管理、工程項(xiàng)目管理、物料需求管理、物資采購庫存管理、資產(chǎn)管理、預(yù)算管理、人力資源管理等，借助先進(jìn)的業(yè)務(wù)集成開發(fā)平臺，使發(fā)電企業(yè)各方面的人力、物力資源得到最大限度的利用，使信息流、物流、資金流得到有效、合理的配置，進(jìn)一步增強(qiáng)水電企業(yè)的整體實(shí)力。

參考文獻(xiàn)

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Local area network system design of water conservancy and

hydropower engineering

TIAN Wei

(HaiheRiverWaterConservancyCommissionMinistryofWaterResourcesZhangweinanCanalAuthority,

Dezhou253009,China)

Abstract:Local area network(LAN) design is not regulated in water conservancy and hydropower engineering communication design standard. However, it is not realistic in a building without information network along with the development of information technology and network technology. It is necessary to design LAN in main and auxiliary plants, office building, etc. within project scope. In the paper, LAN system design of water conservancy and hydropower engineering is detailed introduced.

Key words:engineering building; local area network(LAN); switch

中圖分類號：TV512

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1673-8241(2016)01-0040-04

DOI:10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2016.01.012