水利信息化网络解决方案

水利信息化网络解决方案张冠玉一、水利行业业务需求1．水利行业数据传轴系统存在的问题①部分地区通信网络相对落后。由于历史原因和客观条件的影响，部分地区的通信网络与其他行业(电力、石油)相比，存在信道带宽窄、技术落后的问题。①多种业务网络分离，缺乏有效整合。多种业务分别建设自用网络，重复投资，增加了管理难度。③通信信道利用率低。业务数据及业务浯音通常只在特定时间段产生低速率的应用．同样要占用整个信道，造成信道利用率偏低。④宽带通信网络建设欠缺。广域网基本属于窄带网络，不能适应当前多种宽带业务发展的需求。2．水利业务需求分析水利行业应用系统众多，涉及防汛指挥、电子政务、水资源管理决策支持、水质监测与评价等，这些应用系统涉及的业务从大体上可分为两类：数据业务：包含防汛、水利科技、水资源、水质监测、水利教育及办公自动化等诸多业务中的数据信息。多媒体业务：水情等将涉及图形、图像等多媒体信息传输处理以及将来网络电话、电视会议、会商等多媒体业务系统的运行。3．水利行业网络需求特点在水利行业通信网络建设方面，是集卫星通信、微波通信、集群移动通信等多种方式组成的通信网络。对计算机网络建设的需求是安全稳定最为重要。可靠性高、稳定性强，支持多业务，网络需具有良好的扩展能力，网络可管理。二、水利网络解决方案基于对水利信息化技术特点的理解，现介绍一种较为先进、完善、高安全、高可靠、可管理、三网融合的水利信息化网络解决方案。水利信息化要包括3个层次：网络平台、业务平台和应用系统。应用系统如防汛抗旱、水利政务、水质监测等，全都构建在网络平台之上，水利信息化网络建设是非常重要的基础设施。此水利网络平台解决方案能满足水利行业对实现数据、语音、视频等多种业务的需求。1．水利网络全业务传送模型业务融合是网络一体化发展的基本要求，该解决方案体系结构在基础平台、业务管理、增值业务3个层面提供系统解决方案，构建端到端的可管理、全线速、全业务的水利信息网络平台，全面支持QoS、安全、内容分布、MPLSVPN等业务特性及解决方案，通过RPR、集群、堆叠、HGMP、QoS、可控组播、安全技术，提供优良的可管理特性，满足语音、数据、视频业务的综合传送。2．网络技术选择IP协议具有多方面优势，如IP协议是开放的网络协议，它也是事实上的工业标准；IP协议是一个非常完善的协议集，扩展性非常好；基于IP协议开发的应用程序极为丰富，随着Internet的爆炸性增长，在Internet上的应用程序如雨后春笋般涌现出来，包括IP电话、图像传输、视频点播、电视会议系统等多媒体应用程序；随着技术的发展和应用，IP的服务质量(QoS)也在不断地改善。与ATM网络相比，IP网络的QoS技术发展得更快，应用支持更加丰富。虽然IP技术和ATM技术不是完全可比的两种技术，但是都具有一定的服务质量，目前来说基于IP技术开发的多媒体应用程序远远多于基于ATM技术开发的多媒体应用程序。未来几年IP协议的服务质量技术将会达到一定水平，因此IP协议在未来将成为世界上的主流网络协议。3．ATM交换机和IP路由器的比较近年来，骨干网的IP技术在不断发展，相反ATM的骨干网技术却停滞不前。从交换网络到接口数据处理技术，并行交换网络和网络处理器的应用，交换容量和接口处理的限制不断被打破，使Ⅲ的交换路由技术日臻完善，早已超越了ATM交换机的处理能力。在性能上，高端IP路由器采用高性能网络处理器(NP)来实现分布式的硬件转发，可实现2.5G接口的IP/MPLS全线速转发，无阻塞。作为重要指标，视频会议的QoS重要指标是端到端时延，现在高端路由器每跳转发时延在10us左右(在启动QoS时时延也没有明显下降)，小于ATM交换机的时延(通常为几十ue)。因此在跳数相同的情况下，采用高端路由器构建的网络端到端时延更小，更适合视频等实时业务的要求。在多段路由的情况下，ATM交换机和IP路由器都是多跳分组交换，而ATM的PVC则难于管理，IP路由器则可以使用多种动态路由协议，自动完成设备配置功能。国内最大规模的ATM网络是中国联通1999年开始建设的全国ATM骨干网，随着业务发展的需要，目前联通已经大规模上IP项目，以改善原有网络的不足。目前的趋势下，ATM交换机已经完全丧失了在骨干网络上的竞争优势，取而代之的是IP路由器，特别是高端路由器产品。而Ⅳ路由器产品以其易用性和实用性占据了主流地位，并在不断发展过程中，能够自我完善，适应网络发展的需要。4.水利信息网广域网设计下面以水利信息网省级广域网为例阐述水利信息网广域网设计方案。省级广域网是指省厅到地市、县的广域网部分。方案的总体设计思想是以水利信息网络的应用需求为导向，力求为各级水利部门提供一个安全、先进、灵活，高带宽、高可靠性的多业务统一传输平台，使得各级水利部门能够基于这个平台，实现不同部门之间安全高速的数据共享，尽可能的简化办公流程，提高办公效率，并为今后新的业务发展，迅速推出相应的新业务打好基础。为保证多种基于宽带的服务和新型IP技术服务，该设计方案从多种业务服务的角度出发，建立多层次的服务业务平台。省水利信息广域网是省水利信息网络的骨干网，全局的信息都需要在该网上传输，因此对网络的带宽、稳定性要求较高。另外，省骨干路由器不仅要为下属地、市单位提供接人端口，而且需要提供与中央网络中心的连接，因此路由器要有较强的扩展能力，支持丰富的接口类型，以适应将来在业务增加时对网络的升级与改造。省水利信息网上传输的信息种类较多，突发性数据量较大，特别是防汛时期，要求网络能够不间断运行．并能够及时发送重要防汛信息，这些除了要求设备具备相应的处理能力、安全性、可靠性外，还必须具备很好的QoS能力，保证关键时刻关键业务的及时转发。考虑到水利信息网上承载的业务逐步增多，同时随着线路资费的不断下调，带宽将不断增加，省水利信息网广域网骨干路由器将会作为内部局域网和外部广域网的连接设备，一方面需要高性能来支撑不断增长的业务需求，另外不仅需要提供一般的广域网接口与各地、市的网络连接，还需提供广域网接口与国家水利信息网连接，这就需要广域网骨干路由器除了能够提供一般的局域网和广域网接口外，还需要能够提供高速的局域网和广域网接口如GE、155MATM、155MPOS／CPOS、622MPOS等，而一般的中低端路由器是无法提供这些高速接口的。同时作为水利信息网的核心节点，省级网络设备要求可以长时间的不断电运行，以及单板可以热插拔，便于对没备进行维护时可以保证业务的不间断的在网上运行，同时该设备还能够提供高密度的接入，便于各地市的接人。综上考虑，省网络中心骨干设备应选择分布式转发结构的高端路由器产品。为了防止单点故障以及通过线路备份来增加网络的可靠性．应在各网络中心再配置1台中端模块化路由器作为备份路由器。备份路由器通过作为线路备份的拨号线路(PSTN、ISDN)接入各分中心、各地市路由器。对于地市网络设备来说，为满足多种业务需求及灵活的业务容量需求，可采用支持丰富业务特性、模块化结构设计、支持全面的QoS、volp业务的高性能中端路由器产品。县级水利网络系统除了需要完成本县内水利系统数据业务的转发外，还需要转发监控图像等多媒体业务，将来还要考虑支持IP语音、视频会议等。对处于县级网络系统中心的路由器，为建设一个稳定、可靠、高性能的3层骨干网，可采用性价比非常高的模块化路由器产品进行广域网可靠互联。5.水利信息网园区网水利园区网(局域网)为二层、三层结构，核心层及主干连接冗余设计，内部路由需要经过具有第三层功能路由交换机进行处理，按照各楼层或按部门划分VLAN提高网络安全及性能，楼层之间通过100M或GE连接，楼宇之间通过GE连接。核心交换平台，可使用2台高可靠、高性能、丰富QoS支持能力的核心路由交换产品作为网络的核心交换层，高性能，全交换，千兆主干，满足大负荷网络运行需求；在接入层选用线速、智能、可管理的以太网交换机系列产品。6.三网融合解决方案IP浯音网关产品要选择从接口类型上能提供K1中继接口、ATO环路中继接口、E&M中继接口、POTS电话接口的产品。三、水利信息化网络解决方案特点1．高安全性、高可靠性提供完整的安全体系：提供完整的安全体系结构，覆盖了系统的各个层面，采用了包括防火墙、认证、授权、端u绑定等系列的安全措施，确保网络的安全性：除此以外还通过设备本身的可靠性设计、链路、路由、设备的备份等来增强网络的安全可靠性。具备故障检测，定位和自愈能力，可靠性强。2．高可管理性完善的网络设备级管理：解决方案中提供了网络级的管理系统，设备级的管理系统。其中网管系统可以实现对网上所有设备的统一管理，包括了网络拓扑管理．HGMP集群管理、远程配置维护管理、实时声光报警等管理功能。完善的用户级管理：提供了用户级的CAMS(认证、绑定、管理、策略)管理系统，可以全面保证电子政务网络的高可管理性。3．强大的业务提供能力灵活的业务开展：提供数据、语音、视频三网合一的解决方案，便于水利行业根据需求灵活的开展多种业务。完善的服务质量保证：通过Diffsen,与端口限速等功能，实现基于业务的QOS保证，防止网络受流量攻击导致瘫痪。4．提供VPN和IP多播解决方案支持基于IP／IP、GRE、L2TP、IPSec的各种IPTunnel技术来实现的VPN以及基于MPIS的VPN，为水利业务的隔离和加密提供技术保障，同时方便水利电视会商、远程培训、教育等业务的开展。