文/周國貞 黃立薇 黃志君

1 概述

網(wǎng)絡(luò)是各類信息傳輸和交換的重要通道，隨著鋼廠信息化建設(shè)與應(yīng)用的逐步深入，鋼廠對網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的要求越來越高。推進(jìn)鋼廠老舊主干網(wǎng)絡(luò)升級改造，利用互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)與設(shè)備，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)承載的業(yè)務(wù)功能劃分對主干網(wǎng)架構(gòu)進(jìn)行重新優(yōu)化設(shè)計(jì)，同時(shí)替換老舊的網(wǎng)絡(luò)核心交換機(jī)和匯聚交換機(jī)，提升網(wǎng)絡(luò)的可靠性，確保網(wǎng)絡(luò)為鋼廠信息系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠的基礎(chǔ)保障。

2 現(xiàn)狀與存在問題

由于早期網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的局限性和近年互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速更新?lián)Q代，許多鋼廠主干網(wǎng)絡(luò)在帶寬、可靠性等方面越來越不能滿足企業(yè)信息化和智能化發(fā)展的要求。韶鋼原主干網(wǎng)由始建于1999年的廠內(nèi)局域網(wǎng)逐步擴(kuò)容搭建而來，存在的問題主要有：

（1）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不合理，不利于維護(hù)，優(yōu)化受限；

（2）網(wǎng)絡(luò)區(qū)域劃分不清，就近接入，流量混雜；

（3）品牌較多，無法實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的通信冗余協(xié)議；

（4）設(shè)備老化，備件停產(chǎn)或擴(kuò)展性價(jià)比低；

（5）網(wǎng)絡(luò)帶寬不足；

（6）部分無冗余設(shè)計(jì)，可靠性差。

3 技術(shù)路徑的選擇

韶鋼主干網(wǎng)絡(luò)升級改造以解決原網(wǎng)絡(luò)存在問題，重新優(yōu)化設(shè)計(jì)主干網(wǎng)架構(gòu)，提高可靠性為主要目標(biāo)，同時(shí)也要充分利用更先進(jìn)和成熟的技術(shù)提升網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性、可管理性。網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)就是一種能夠有效利用資源、降低成本，又提供高可配置性的技術(shù)，韶鋼主干網(wǎng)絡(luò)升級改造選用的技術(shù)包括VRF 和IRF2。

圖1：主干網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖

VRF 即VPN 路由轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)例，每一個(gè)VRF可以看作虛擬的路由器，類似一臺(tái)專用的PE設(shè)備。把每臺(tái)PE 路由器在邏輯上劃分為多臺(tái)虛擬路由器，即多個(gè)VPN 路由轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)例VRF，每個(gè)VRF 對應(yīng)一個(gè)VPN，其路由和轉(zhuǎn)發(fā)策略相互獨(dú)立，相當(dāng)于將一臺(tái)共享PE 模擬成多臺(tái)專用PE，PE 與CE 交互的路由信息只是該VPN 的路由，從而實(shí)現(xiàn)了VPN 之間的邏輯劃分和安全隔離。

IRF2（第二代智能彈性架構(gòu)）是 H3C 研發(fā)的軟件虛擬化技術(shù)，可將多臺(tái)物理設(shè)備通過IRF2 端口連接、配置、虛擬為一臺(tái)邏輯設(shè)備，實(shí)現(xiàn)1：N 冗余，master 將協(xié)議的配置信息以及支撐協(xié)議運(yùn)行的參數(shù)備份到slave，主備切換時(shí)間降低到毫秒級。IRF2 可以集合多臺(tái)物理設(shè)備的硬件資源和軟件處理能力，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)設(shè)備的協(xié)同工作、統(tǒng)一管理和高可靠性。

4 方案設(shè)計(jì)

韶鋼主干網(wǎng)絡(luò)改造方案設(shè)計(jì)采用核心層、匯聚層、接入層三層架構(gòu)及負(fù)載分擔(dān)模式，統(tǒng)一設(shè)備品牌，將原來各自獨(dú)立的舊辦公網(wǎng)、舊生產(chǎn)網(wǎng)和舊業(yè)務(wù)網(wǎng)三個(gè)網(wǎng)合并為一張萬兆物理主干網(wǎng)，再通過網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)進(jìn)行區(qū)域劃分與管理。主干網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)圖如圖1所示。

4.1 核心層

在中心機(jī)房設(shè)置2 臺(tái)高性能主干網(wǎng)核心交換機(jī)替換原三網(wǎng)共5 臺(tái)舊核心交換機(jī)，采用IRF2 智能彈性架構(gòu)保證高可靠性。主干網(wǎng)核心交換機(jī)通過VRF 技術(shù)虛擬化成3 臺(tái)邏輯網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，即虛擬的新辦公網(wǎng)、新生產(chǎn)網(wǎng)和新業(yè)務(wù)網(wǎng)，分別服務(wù)廠內(nèi)不同類型用戶，其內(nèi)的數(shù)據(jù)流量相互隔離，通過上層部署的萬兆物理防火墻進(jìn)行可控交互。

圖2：生產(chǎn)網(wǎng)匯聚切換示意圖

4.2 匯聚層

在鐵前和鋼后機(jī)房各部署2 臺(tái)萬兆匯聚交換機(jī)，替換原鐵前和鋼后機(jī)房共10 臺(tái)舊匯聚交換機(jī)，兩處匯聚均采用IRF2 智能彈性架構(gòu)保證高可靠性，采用VRF 技術(shù)進(jìn)行虛擬化分為新辦公網(wǎng)、新生產(chǎn)網(wǎng)和新業(yè)務(wù)網(wǎng)的匯聚層進(jìn)管理。

4.3 核心互聯(lián)

新增2 臺(tái)大容量互聯(lián)核心交換機(jī)，每臺(tái)配置不少于48 個(gè)萬兆SFP+接口，用于辦公網(wǎng)、生產(chǎn)網(wǎng)、業(yè)務(wù)網(wǎng)與中心機(jī)房服務(wù)器的聯(lián)接，同時(shí)負(fù)責(zé)集團(tuán)網(wǎng)絡(luò)專線、能環(huán)專網(wǎng)、視頻專網(wǎng)、社區(qū)網(wǎng)絡(luò)等的接入?；ヂ?lián)核心交換機(jī)采用IRF2 技術(shù)，2 臺(tái)設(shè)備合二為一，采用全路由模式，為各個(gè)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)提供高速和可靠的互聯(lián)服務(wù)。將原兼顧核心互聯(lián)和服務(wù)器接入的交換機(jī)核心互聯(lián)的功能剝離，僅保留服務(wù)器匯聚接入功能，定位清晰化。

4.4 網(wǎng)絡(luò)管理

新增網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)的全面實(shí)時(shí)管控。

5 實(shí)施難點(diǎn)與對策

主干網(wǎng)升級改造實(shí)施的難點(diǎn)主要集中在網(wǎng)絡(luò)切換階段，網(wǎng)絡(luò)切換時(shí)間過長將導(dǎo)致各廠部無法聯(lián)網(wǎng)使用信息系統(tǒng)造成物流堵塞、數(shù)據(jù)錯(cuò)漏或停產(chǎn)。為了把網(wǎng)絡(luò)切換的影響面降到最低，實(shí)現(xiàn)過程平穩(wěn)受控，并能夠在切換后讓系統(tǒng)快速恢復(fù)穩(wěn)定，采用了多種策略。

（1）所有服務(wù)器、計(jì)算機(jī)等設(shè)備接入的IP 分配方案總體保持不變，同時(shí)原有核心、匯聚與接入層交換機(jī)上的VLAN 設(shè)置及其IP段的對應(yīng)關(guān)系平移至相應(yīng)新設(shè)備上，確保網(wǎng)絡(luò)平穩(wěn)過渡。

（2）先易后難，分步進(jìn)行辦公網(wǎng)、業(yè)務(wù)網(wǎng)、生產(chǎn)網(wǎng)、互聯(lián)核心的切換。通過模擬演練，滾動(dòng)修訂方案，新舊光纖結(jié)對綁扎等措施確保每根線切換控制在1-5 分鐘之間，互聯(lián)核心的切換控制在25 分鐘之內(nèi)。在實(shí)施方案中列清插拔每一根光纖所影響的終端清單、開始和結(jié)束時(shí)間、業(yè)務(wù)預(yù)案、確認(rèn)人等信息，每一光口切換成功后再進(jìn)行下一光口的切換。

（3）生產(chǎn)網(wǎng)與互連核心切換選擇在設(shè)備年修、生產(chǎn)節(jié)奏較慢期間進(jìn)行。影響最大的互聯(lián)核心切換前，通過提前下發(fā)生產(chǎn)計(jì)劃至L2過程控制系統(tǒng)并分離出L2 服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)，使其通過其它網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場持續(xù)聯(lián)通，確保不影響L2 級生產(chǎn)。

（4）生產(chǎn)網(wǎng)匯聚交換機(jī)切換時(shí)，逐步將接入層交換機(jī)的各條上聯(lián)鏈路遷移到新增匯聚層交換機(jī)，但路由均通過原有交換機(jī)實(shí)現(xiàn)。新匯聚與老匯聚交換機(jī)之間預(yù)先做好Trunk 打通工作，待線路遷移完畢后，梳理現(xiàn)有各個(gè)區(qū)域核心交換機(jī)路由信息，在生產(chǎn)網(wǎng)核心交換機(jī)上逐個(gè)網(wǎng)段啟用相應(yīng)網(wǎng)關(guān)，同時(shí)刪除原有核心交換機(jī)上相應(yīng)網(wǎng)關(guān)，最后才能夠拆除老匯聚交換機(jī)鏈路，如圖2所示。

6 結(jié)束語

鋼廠主干網(wǎng)是鋼廠信息化網(wǎng)絡(luò)的核心，升級改造如何確保新舊網(wǎng)絡(luò)切換對生產(chǎn)的影響最小是項(xiàng)目成功的關(guān)鍵指標(biāo)。韶鋼主干網(wǎng)絡(luò)升級改造充分采用虛擬化等技術(shù)，優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，極大提高了網(wǎng)絡(luò)可靠性，同時(shí)節(jié)約了改造和運(yùn)維成本，網(wǎng)絡(luò)切換過程也對生產(chǎn)影響極小，達(dá)到預(yù)期效果，為企業(yè)推進(jìn)智能制造、大數(shù)據(jù)建設(shè)提供有力支撐，也為其他鋼廠的主干網(wǎng)升級改造提供參考。