（交通运输工程专业论文）齐齐哈尔站内部网组网研究.pdf

北京交通大学工程硕士专业学位论文 摘要 本文研究了如何组建齐齐哈尔站内部网问题，对组建齐齐哈尔站 内部网所需的软硬件，软硬件的调试以及其它组建齐齐哈尔站内部网 所必须的相关要点进行研究，主要内容如下： l 、探讨了车站内部网建设的目的和意义，提出了车站内部网的 设计思想，同时对网络的技术现状进行了分析，详细讨论了网络技术 的分类和特点。 2 、分析了齐齐哈尔车站内部网现状，对车站内部网现状的利弊 进行了分析。 3 、评析了车站内部网的应用特点，以及t m i s 网络系统在车站 中的应用，对车站内部网进行了细致的需求分析。 4 、根据车站内部网的需求分析设计了两套组网方案，方案中分 析了在硬件安装好后如何进行软件的安装，包括d n s 、i i s 和d h c p 服务的设置和启动，并且比较了两套方案的技术型的优劣。 5 、通过两套方案的比选得出相应的结论。 设计详细说明了组建齐齐哈尔站内部网的方方面面，从硬件到软 件都有充分的阐述。 关键词：w i n d o w s 2 0 0 0 ，局域网，服务器，d n s ，i is ，f t t x + l a n 第1 i 页 北京交通大学工程硕士专业学位论文 a b s t r a c t t h j sa r t i c l ei n d d l l c e sh o wt os e tu p 圮q i q i h a e rr a i l 啪ys t a t i o n i m e r i o rn e t 、v o r k ，a n dt l l es o f h v a r ea n dt l a r d w a r ew h i c hi tn d e d ，a r l dh o w t od e b u g “a sw e l l 鹄o m e rr e l a t e dk n o w l e d g ea n dt h em a i np o i m t h e m a i nc o n t c n t sa 托a sf o l lo _ w s ： t h ef i r s tc h a p t e r ，d i s c u s st l l e g o a la n dm es i g i l i f i c a n c ei nt h e i n t r o d u c t i o nw h i c ht l 圮s t a t i o ni l l _ t e r i o rn e “，o 】眦c o l l s 们t e d ，p r o p o s e st h e d e s i g no fm em i l w a ys t a t i o n si “t e r i o rn e t w o 氐s i i n u l t a n e o i l s l ym a k e sa n a n a l y s i so ft h e 把c h d c a ls i 姐t i o no f 出e 【i e t w o f k ni n d u c e s ( h e n e t w o r kt c c h 【0 l o g yc l 鹊s i f i c a t i o n 卸dt h ec h 甜a c t e f i s t i ci nd c t a i 】 t h es e c o n dc h 印t e rm a k e sa i ia n a l y s i so f 廿l e 慨h n i c a ls i t u a t i o no f t l l c r a i l w a ys t a t i o n si n t e r i o rn e t 、o r k ， 弧1 et h h dc h a p t e fi n t r o d u c e s 岱eg t a t i o ni n t e f i o rn e t w o r k 邵l p l i c a “o n c h 啪c t e r i s t i c ，器w e l l 嬲t h ea p p i i c a t i o no ft m i sn e t w o r ks y s t e l ni n s 诅t i o i l ，m a k e sa nc a r c f u ld e m a n d i n g 锄a l y s i so ft h es t a t i o ni n t e r i o r n e t 、v o r k t h ef 碱c h a p t c rn a n a t e st 、帕s e t so fn e r k sp l a n sa c c o r d i n g 如 t h es t a t i o ni n t e r i o rn 咖o r kd e m 狮d 锄a i y s 咄t h ep l a f li n 仃o d u c e sh o wt o i n i t a l lt h es o f t w a r ea r e rd e a l t 州t l lt h et l a r d w a r e ，i n c l u d i n gd n s ，i i sa n d t h cd h c ps e n r i c ee s 拄山l i s h m e n ta n dh o wt os t a n ，a n dc o m p a r e st l l e 嘶 s e t so fp i a n si nt e c h n i c 蛆q u a l i t y t h el a s tc h a p t e rd f a w sm e c o r r e s p o n d i n gc o n c l u s i o n t h i sd e s i g ne x p l a i n s 血es i d e 勰p e c ts i 幽c eo ft l l eq i q i h a e rr a n w a y s t a t i o n si n t e r i o rn e 呻r ki nd e t a i l ，i n c l u d i n g 岫伽le l a b o r a t i o nf r o mm e h a r d w a f et qs o 最w a r e k e y w 。r d s ：w i n d o w s 2 0 0 0 ， i n t e r i o rn e t w o r k s e r v i c e ，d n s ， i i s f t t x + l a n 第1 l i 页 北京交通大学工程硕士专业学位论文 第章绪论 1 1 齐齐哈尔站内部网建设问题的提出 1 1 1 车站内部朗建设的目的和意义 铁路站段作为铁路跨越式发展的基石，其自身的管理水平 直接影响到铁路全局的发展。以网络为依托的办公自动化系统 可以有效地提升管理水平，促进铁路站段的信息优化。 信息现代化是铁路现代化的重要标志，以网络为依托的办 公自动化系统是铁路信息化建设的重要组成部分。铁路站段内 部在当前形势下，如何使用现代计算机及通信技术，建设互联 互通的信息网络，对以电子信息为载体的信息资源进行科学管 理，有效地提高站段内部的工作质量及效率。以满足对豇占段管 理和领导决策的服务要求，推动站段的市场化进程和铁路企业 发展，具有十分重要的作用。 车站办公信息系统的网络与铁路既有信息系统的网络( 例 如：t m i s 网络等网络系统) 之间应该有一定的关联，以实现铁 路经营管理、运输生产、办公管理系统的互联互通、信息共享。 在车站实现办公自动化可以提高车站内部各项业务运作效 率，增强车站领导决策水平，为政务公开、站务公开提供有利 条件。通过办公自动化系统还可以实现车站各车问、各科室安 全信息指标信息的互联互控，提高车站的信息化水平。 1 1 2 车站内部网设计思想 车站内部网网络设计主要是在对车站原有计算机设备及网 络情况初步调研后，专门针对车站机关办公情况，设计企业联 网方案，建成一个企业内部网并把现有的运输生产网络中部分 第5 页 北京交通大学工程硕士专业学位论文 信息，通过加工处理后纳入到整个网络系统中去，从而实现车 站电子化办公，具体功能包括日常运输统计、现在车及车流推 算、货运计划、货票以及装卸车等信息的统计查询，公文流转、 企业邮箱、车站安全动态、职工网上教育、党政工团信息发布 及活动情况、人事档案信息查询、车站日常生产工作同志、重 要信息的网上发布等。 计算机网络建成后，有助于车站日常办公信息的处理。 有助于车站职工教育信息管理、车站工作同志管理、车站 安全管理、部门信息管理和车站运输信息管理。 办公自动化系统的管理为保证信息发布不受时间的限制， 机关各部门把要发布的信息放在页面服务器上，由专人维护， 这样任何一方进入机关网的客户机，都能随时从服务器上获取 信息。 管理好网络最重要一点是控制内部人员的越权操作，制定 一套严格的管理制度是轻松管理的法宝。站段办公自动化系统 包括系统安全管理制度、账号管理制度等。 该系统可以实现办公室内部事务计算机辅助管理信息系统 的集成，实现内部信息资源的共享；通过因特网建立和发布办 公部门的主页，增强其工作透明度和对外宣传力度。 办公部门信息系统局域网的建成与开通，有利于工作效率 的提高，实现办公室内部管理系统的集成：信息管理系统模式 的改变，使数据在办公部门内部得到充分共享。各科室产生的 原始数据经过处理后以及运输生产网络产生的生产信息，统一 放到局域网服务器上，各级领导可通过网络进行内部信息查询 与数据传输，极大地方便了管理和决策的实施。 第6 页 北京交通大学工程硕士专业学位论文 1 2 网络现状分析 1 2 1 、数据网络资源 目前我国使用的网络种类包括：中国公用分组交换数据网 ( c h i n a p a c ) ；中国公用数字数据网( c h i n a d d n ) ；中国公用计 算机互联网( c h i n a n e t ) ；中国公用宽带网( c h i n a f r n a t m ) ； 中国公众多媒体通信网( c n i n f o ) ；中国电信i p 电话网等数据 通信网络。 上述网络覆盖全国县以上城市及部分发达地区乡镇，通过 中国电信电话网的延伸可以实现全国覆盖；其拥有高速宽带的 基础网络平台，年内c h i n a n e t 骨干网带宽将达到2 5 g ( 点到 点，) 国内总带宽将超过8 0 0 g ，国际出口带宽目前已达到1 6 g ， 占全国所有运营商国际出口总带宽的7 0 ，明年年初将达到 3 3 g 以上：拥有支持多种终端接入的网络接入平台和资源平台 ( 信息港湾、电子商务、大型数据中心等) ，为社会各界包括各 行业、运营商、i n t e r n e t 服务提供机构( i n t e r n e ts e r v i c e p r o v i d e r ，简称i s p ) 、i n t e r n e t 信息提供者( i n t e r n e tc o n t e n t p r o v i d e r ，简称i c p ) 等提供一个公用、高效的网络承载平台。 中国电信是中国最早提供i n t e r n e t 数据中心服务( i n t e r n e t d a t ac e n t e r ，简称i d c ) 业务的运营商，目前己在全国各省建 成并投入使用的电信级i d c 机房已超过5 万平方米，面向全国 用户提供全方位的i d c 业务。中国电信数据通信从1 9 9 3 年丌始 起步发展，由最初的2 0 0 0 户注册用户，发展到目前的1 6 8 7 万 户，仅2 0 0 0 年便净增1 1 0 0 万户，年平均增长率越过3 5 0 。业 务种类包括：数据专线、i n t e r n e t 互联及接入、分组、帧中继、 第7 页 北京交通大学工程硕士专业学位论文 异步传输模式( a s y n c h r o n o u st r a n s f e rm o d e ，简称a t m ) 、虚 拟专用网( v i r t u a lp r i v a t en e t w o r k ，简称v p n ) 、网络设备代 维、面向手机韵w a p 服务、网站设计维护、系统集成等数据通 信业务。 1 2 2 、网络技术选型 保护现有投资的有效途径就是在将来网络技术升级时还能 使用现有的网络技术和产品。如同计算机的发展速度一样，网 络技术的发展也是非常迅速的。如果现有技术不能合理保证在 将来网络升级后还能够使用，那么将会带来极大的资金浪费。 目前比较常见的主干网技术有f d d i 、a t m 、快速以太网和千兆以 太网等。其中具有交换功能的快速以太网，支持v l a n ，并容易 升级到千兆以太网和a t m ，由于性能优越，价格适中，建议采用 快速以太网作为车站内部网的主干技术。 光纤分布式数据接口( f d d i ) ： f d d i 是高性能的高速宽带l a n 技术其标准为a n s i 3 t 9 5 i s 0 9 3 8 4 。f d d i 物理结构是二个平行的、相对作反向传输 的双环结构网，它采用定时的令牌传送协议。因此，它可以被 看作是一个令牌环网协议的高速版本。但与t o k e nr i n g 技术不 同的是，当其发送完帧后就立即产生新的令牌帧，故其利用率 较高，其运行速度可达1 0 0 s 。其双环结构有非常好的冗余特 性。f d d i 有两种接入方式：双端口连接站( d a s ) ，单端口连接 站( s a s ) 。d a s 方式比较贵，但有冗余功能；s a s 需要有源集中 器，且无冗余功能。 f 肋i 有几个通过带宽分配来实现的优先机制，一个是同步 第8 页 北京交通大学工程硕士专业学位论文 带宽分配( s b a ) 机制，它可以让管理员将一定量的带宽分配给 一些确定的工作站，让它们有更多的捕获令牌机会。第二个是 异步服务( a s ) ，它占用未通过s b a 分配的带宽并将这部分带宽 等分给环上的工作站。 铜线分布式数据接口( c d d i ) 是f d d i 的一种变型，可以在不 昂贵的铜线电缆上运行而使用相同的协议。 f d d i 和c d d i 的优点是冗余、内置网络管理，具有广泛的 适用性。但是，采用f d d i c d d i 技术是昂贵而复杂，始终未成 为主流技术，发展速度缓慢，前景不被看好。 异步传输模式( a t m ) ： a t m 作为一种全新的交换技术，有其明显的优越性。a t m 是将分组交换与电路交换优点相结合的网络技术，采用定长的 5 3 字节的小的帧格式，其中4 8 个字节为信息的有效负荷，另有 5 个字节为信元头部。对于有效负荷在中间节点不作检验，信息 的校验在通信的未端设备中进行，以保证高的传输速率和低的 时延。 a t m 最初是为了在公共网内使用而设计的，但现在已成了 专用网发展的中心，并已经走出实验阶段并大量进入市场，这 个转变要归功于a t m 论坛等组织的努力。a t m 论坛的迅速发展真 实地表明了人们对a t m 兴趣的增长。现在a t m 论坛已经吸引了 来自公用和专用网以及计算机工业的7 0 0 余家公司参加，领导 着众多先进客户机构、电信服务提供商和独立软件厂商。 在广域网、城域网和公用网内，a t m 正在被广泛采用，因 为它既能够将多种服务多路复用到一种基础设施上，满足功能 越来越强的台式机对带宽不断增长的需求，又能提供虚拟l a n 第9 页 北京交通大学工程硕士专业学位论文 和多媒体等新的网络服务。 快速以太网： 传统以太网用的是l o 胁s 技术，现在出现了更快的版本， 虽然1 0 m b s 以太网使用得最为广泛，1 0 0 胁s 以太网也正在快 速崛起，并且千兆以太网标准已定，产品种类较多，为达到这 个速度，你需要按1 0 0 b a s e t 规格设计的网卡和集线器，这两 种产品在供应商处都可以买到，它们仅比1 0 b a s e t 的产品略贵 一些，但在性能上就有了明显的区别。在小型网络中实现 1 0 0 b a s e t 的费用是非常合理的，特别是对于无管理能力、无交 换能力的集线器。即使你仍然选择1 0 b a s e t 集线器，也要考虑 购买同时支持1 0 m b s 和1 0 0 m b s 的网卡。 1 0 0 m b s 的网卡只比1 0 m b s 的网卡略贵一点，但为将来的 网络升级提供了很大的灵活性。大多数1 0 0 m b s 的网卡能够自 动检测所连接的端口是1 0 s 还是1 0 0 m b s ，并执行相应的操 作。为达到更高的性能，你还可以选择购买1 0 0 s 的交换式 集线器，它可以提供更高的性能，但价格也相对较高。 千兆位以太网： 千兆位以太网技术以简单的以太潮技术为基础，为网络主 干提供l g b s 的带宽“1 。千兆位以太网技术以自然的方法来升 级现有的以太网络、工作站、管理工具和管理人员的技能。干 兆位以太网与其他速度相当的高速网络技术相比，价格低，同 时比较简单，例如保留以太网的帧格式、管理工具和对网络概 念上的认识。干兆位以太网是相当成功的1 0 m b s 以太网和 l o o m b s 快速以太网连接标准的扩展。现在千兆位以太网成熟的 第1 0 页 北京交通大学工程硕士专业学位论文 标准为i e e e 8 0 2 3 z 。千兆位以太网的设计非常灵活，几乎对网 络结构没有限制，可以是交换式、共享式的或基于路由器的。 现在正在应用的网络互连技术，例如，特定i p 交换技术和第三 层的交换技术，都与千兆位以太网完全兼容。千兆位以太网可 以通过价格便宜的共享集线器、交换机或路由器来实现。千兆 位以太网支持新的交换机之间或交换机与工作站之间全双工的 连接模式，同时也支持半双工连接模式，以便与基于c s m a c d 存取方式的共享集线器连接。 千兆位以太网使用的传输介质有光纤、5 类非屏蔽双绞线 ( u t p ) 或同轴电缆。目前，千兆以太网支持单模光纤、多模光纤 和同轴电缆，支持5 类非屏蔽双绞线的标准正在制定中。 千兆位以太网的管理与以前使用和了解的以太网相同，使 用千兆位以太网，主干和各网段及桌面己实现了无缝结合，网 络管理变得容易了。 f t t x + l a n ： f t t x + l a n 是一种光纤加五类网络线的宽带接入模式。它将 千兆光纤直接接入小区或大楼的中心交换机房，用血类线与各 用户的终端相连，为广大用户提供高速上网和其它宽带数据服 务。采用f t t x + l a n 的接入方式可以实现千兆宽带到小区、百兆 宽带到楼道、十兆宽带到桌面。具有传输速率高、频带宽的特 点，可满足不同层面用户的多种需要。可以利用f t t x 十l a n 宽带 系统核心设备的1 0 0 m 以太端口，搭建车站内部网的整体局域网 系统， f t t x + l a n 接入方式的特点 传输速率高，网络稳定性好。 第l l 页 北京交通大学工程硕士专业学位论文 安装方便，用户端投资少。小区、大厦、宾馆酒店、 写字搂内具备综合布线系统、用户端己布放五类网络 线，就可以直接接入使用。 采用星型拓扑结构，用户共享网络带宽。 应用广泛，通过f t t x + l a n 接入方式，可以实现高速上 网、远程办公、v o d 点播和v p n 等多种应用。 v l a n 技术在车站内部网中的应用 在传统的局域网中，各站点共享传输信道所造成的信道冲 突和广播风暴是影响网络性能的重要因素。由于网络中的站点 被束缚在所处的物理网络中，而不能根据需要将其划分至相应 的逻辑子网，因此网络的机构缺乏灵活性。为解决这一问题， 从而引发了虚拟网v l a n 的概念，所谓v l a n 是指网络中的站点 不拘泥于所处的物理位置，可以根据需要灵活地加入到不同的 逻辑子网中的一种网络技术。例如位于不同楼层的用户或者不 同房间的用户可以根据需要加入不同的v l a n 。 1 2 3 、铁路车站的组网情况分析 近年来，铁路车站信息化规划与建设也取得积极的进展，文 献以北京西站为背景，对现有各自独立的网络通过系统集成的 方式，组建车站的综合信息网络，以实现对车站信息的综合管理 进行了研究，并开发出一套符合铁路管理标准和西站站情的车站 办公决策系统。文献以车站办公局域网为例，给出了建设局域 网的一种组网方案，并着重介绍了局域网如何共享i n t e r n e t 。文 献”1 通过使用计算机、网页、i n t r a n e t 技术、专业同通过代理服 务器和i n t e r n e t 相接、无线传输技术，对车站客运、货运、运转系 第1 2 页 北京交通大学工程硕士专业学位论文 统、站领导和各管理科室如何实现可视化信息分析和智能化业务 管理问题进行了研究。文献根据我国铁路车站日常工作分析的 现状，结合铁路信息化建设的目标，对车站日常工作分析计算机 辅助管理系统的总体框架进行了设计开发。论述了系统的开发宗 旨、技术路线、总体设计、功能设计，以及数据库接口设计等。 文献”以大庆站综合信息管理计算机网络系统的开发为背景， 对基于b s 结构模式的铁路车站m i s 系统的网页设计与实现方法 进行了较详细的研究。并且利用a s p 、a c t i v ex 和0 r a c l e 数据库技 术，铁路车站的管理信息系统的功能与结构的进行了详细设计。 r 1 文献“。在对我国铁路技术站运输分柝手段和管理信息资源进行分 析的基础上，提出技术站运输分析管理信息系统的设计，充分利 用和整合技术站铁路运输管理信息系统( t m i s ) 和办公自动化网络 等信息资源，实现统计工作自动化、分析工作网络化和车站作业 组织的动态模拟，准确、即时地分析车站运输生产情况，挖掘潜 能，为决策提供适时、可靠的依据，适应运输市场的快速变化。 文献“”针对车站环境复杂、业务点分散，有线局域网难以覆盖车 站各个角落的问题，提出了建设车站无线局域网络以解决上述问 题的设想，并针对不同类型的车站给出不同的解决方案。文献“ 介绍了绵阳北站t 醋i s 车站计算视网络管理系统一车站网的软件和 硬件建设情况，阐述了车站网网络解决方案和应用软件的组成， 简要分析了车站网在运输站段生产管理上的应用。文献1 结合智 能交通理论，针对铁路车站的用户信息服务系统进行了系统的分 析，提出了铁路车站智能信息服务系统的构建框架，对于铁路车 第1 3 页 北京交通大学工程硕士专业学位论文 站的信息导航服务及智能化车站的建设进行了一些探索。文献“ 对兖州站在实施货物综合管理信息化及局域网的建设问题进行了 研究探讨，这些研究对改进我国铁路车站信息系统起到积极的参 考和借鉴作用，但铁路信息化发展步伐很快，各站具体情况有所 不同，如何结合铁路未来业务增长需要，设计符合齐齐哈尔车站 实际的内部网系统，研究还有待深化。 1 3 论文的主要内容及结构 论文结合齐齐哈尔站实际，研究齐齐哈尔站内部网组建问题。 主要内容及结构安排如下 首先探讨车站内部网建设的目的和意义，提出车站内部 网的设计思想，对网络的技术现状进行分析。 分析了齐齐哈尔车站内部网现状，对车站内部网现状的 利弊进行了分析。 通过评析车站内部网的应用特点，以及运输生产网络系 统在车站中的应用，对车站内部网进行细致的需求分析。 根据车站内部网的需求分析设计了两套组网方案，并比 较两套方案的技术型的优劣。 通过两套方案的必选得出相应的结论。 第1 4 页 北京交通大学工程硕士专业学位论文 第二章齐齐哈尔车站内部网现状分析 2 1 齐齐哈尔车站概况 齐齐哈尔站地处祖国北疆，美丽的鹤乡齐齐哈尔市，是黑龙江 省西部地区的交通枢纽，隶属哈尔滨铁路局。担负着平齐线、滨州 东线、西线、齐北线、富西线五个方面的旅客、货物运输及列车 编组任务。图定日均办理旅客列车5 7 对，货物列车4 8 对，有两 个站场( 南站，北站) 、四个货场( 南货场、集装箱货场、东货场、 西货场) ，1 0 5 条专用线和3 条专用铁道。年发送旅客5 8 1 8 万 人，发送货物1 2 0 7 万吨。车站下设劳动人事室、技术室、教育 室、安全室、客货业务室、财务室、办公室等7 个行政部门。下 设运转、货运、客服、售票、乘务等5 个车间。生产班组1 1 8 个， 是客货运综合性特等站。 2 2 齐齐哈尔车站生产内部网现状分析 齐齐哈尔站生产内部网初建于2 0 0 0 年初，采用s e r v e r c l i e n t 方式，机房设服务器一台，交换机一台，路由器一台，办 公楼设交换机一台，各楼层分设交换机一台以交换机为中心，连 接各工作站，构成星型拓扑结构，分布于其他办公楼的车间以拨 号形式连入车站服务器传输数据。在车站综合信息网络系统的环 境下，以p o w e r b u i l d e r6 0 为主要的前台开发平台， 以s y b a s e s y s t e m 数据库为后台数据库，采用c l i e n t s e r v e r 计算模式，开 发了一套符合铁路管理标准及齐齐哈尔站站情的办公决策系统软 件，车站办公自动化系统包括安全管理系统、运输指标统计系统、 职工教育系统、人事档案管理系统、技术管理系统、客货营销系 统、互联补偿系统、每早信息系统等8 个子系统，这个系统的建设 第1 5 页 北京交通大学工程硕士专业学位论文 和应用促进了车站运输生产和管理工作的提高。统一的数据库管 理使得实时的远程信息查询变的更加轻松、及时，面向各级管理 层，提供了相应的决策支持，使得车站的管理中心向信息化管理 转移。 虽然车站的客运售票、货运制票、货运计划、现车管理大多 数实现了微机化，但是，多数只停留在单机或相对独立的工作状 态，系统资源未得到有效发挥，信息不能横向传递，特别是大容 量、多层次、时效性的信息反馈功能还没有形成，虽然已建成局 域网，但功能性、时效性不够。 同时车站办公网经过几年的应用也出现了大量的问题，首先， 网络堵塞现象严重，由于车站管理的特殊性，每天早6 ：3 0 一7 ：o o 技术科、安全科都需要从车间收集l ；i 一工作r 的生产指标、安全 管理信息，这就造成了在相当短的时间段里大量的信息在网络中 传输，导致了技术科、安全科的微机短时问内出现了死机现 象，以至于无法正常工作，最后只有先重启服务器，才能解决这 个问题。其次，在信息化不断发展的今天，图像、语音信息的传 输也被提出来需要办公自动化迫切解决的问题。目前车站网络拓 扑图如图2 一l 所示： 第1 6 页 北京交通大学工程硕士专业学位论文 图2 一l 车站网络拓扑图 第1 7 页 北京交通大学工程硕士专业学位论文 第三章车站内部网设计需求分析 3 1 车站内部网应用特点 随着现代化车站活动的开展和与国内外车站机构交往的增 多，对通过i n t e r n e t i n t r a n e t 网络进行信息交流的需求越来越 迫切，为促进车站、方便管理和进一步发挥职工的创造力，车站 内部网络建设成为铁路信息化建设的必然选择。车站内部网大都 属于中小型系统，以站区局域网为主，一个基本的车站内部网具 有以下的特点： 高速的局域网连接车站内部网的核心为面向车站内部职 工的网络，因此站区局域网是该系统的建设重点，由于参与网络 应用的职工数量众多，而且信息中包含大量信息，故大容量、高 速率的数据传输是网络的一项基本要求； 信息结构多样化车站内部网应用主要为办公自动化提供 服务，面向未来视频、语音等信息对宽带传输的需要。 安全可靠车站内部网中同样有大量关于车站和档案管理 的重要数据，不论是被损坏、丢失还是被窃取，都将带来极大的 损失；操作方便，易于管理车站内部网面向不同知识层次的 领导、职工和办公人员，应用和管理应简便易行，界面友好，不 宜太过专业化： 经济实用车站对网络建设的投入有限，因此要求建成的 网络应经济实用，具备较高的性能价格比。 3 2 齐齐哈尔站内部网应用需求分析 3 2 1车站内部网应用背景需求分析 3 2 1 1 以太网技术现状 第1 8 贾 北京交通大学工程硕士专业学位论文 以太网作为局域网( l i n ) 的重要技术实现手段在全球范围 内早已得到了广泛的应用，据估计，目前已有超过l 亿的以太网 用户遍布与世界各地。近几年来，有关以太网技术的研究主要围 绕在两个方面。首先，从网络吞吐量来看，以太网已从早期的 1 0 m b p s 发展到快速以太网( 1 0 0 m b p s ) ，千兆以太网( 1 g b p s ) 甚 至是l o g b p s ；其次，以太网技术的应用范围也从早期单纯的l a n 逐步向城域网( m a n ) 发展，即所谓的城域以太网( m e 咖 e t h e m e t ) 。城域以太网主要面向的是城区内的企业用户，其优越 性表现在三个方面：1 ) 以太网低廉的成本，包括设备成本及连接 成本；2 ) 网络管理及工程人员对以太网技术已非常熟悉；3 ) 以 太网接入速度的灵活性，用户可以向网络服务供应商订购从 1 m b p s 到l g b p s 范围内的任意接入速度，并且可以根据企业的需 要灵活调整，这一点是现有的诸如桢中继，a t m 等所无法比拟的。 3 2 1 2 数据流交换技术现状 伴随着h t 印1 e 1 仃n t 删1 e l 的部署和使用的迅猛成长，导致了企 业和消费者计算模式的重大转变。市场对网络管理和数据流交换 技术的需求不断提高，同时也要求这一技术能有效提供记录网络 和应用资源利用率所需要的信息。为此，c i s c o 系统公司在其1 0 s 交换体系结构中引入一种新的交换技术一多层交换技术。 多层交换( m l s ：m u l m a y e rs 、 ，i t c h i n g ) 为ca _ t a l y s t5 0 0 0 系 列l a n 交换提供高性能的第三层交换。多层交换利用高级的针 对具体应用程序的集成电路交换硬件在子网间交换i p 数据包，并 使用标准的路由协议被用来确定路由( 涉及o s p f 、e i g r p 、r i p 等路由协议) 。 通过多层交换基于硬件的第三层交换技术可以解脱路由器在 第1 9 页 北京交通大学工程硕士专业学位论文 共享媒体网络技术上转发“单点传送i p ”数据包而增加的工作负 荷。每当在两个主机之间存在一个部分或完全的交换路径时，数 据包将转由第三层交换功能转发。而那些不具备到达他们目的地 的部分或者完全交换路径的数据包，则仍然使用路由器来实现转 发。 此外，多层交换同时也提供数据流统计功能，并把这种功能 作为其交换功能的重要组成部分。这些统计信息被用来识别数据 流特征，可用于网络管理、计划和故障排除操作。 3 2 1 3 国内铁路系统网络应用现状 华为3 c o m 利用其网络建设领域丰富的经验积累及成熟完善 的网络建设方案，应用多层交换技术成功改造武汉铁路局全局机 关办公网络项目。 全球中小规模网络和无线网络的先驱和领导者美国网件 ( n e t g e a r ) 以出众的性价比与过人的产品性能，中标沈阳车 站办公网改造工程，美国网件提出了无线网络解决方案，以满足 沈阳站站区分散的需求，解决这一难题。在本套方案中采用美国 网件m e l 0 3 无线接入点和a n t 2 4 0 5 与d b i 全向天线产品，使原 来有线网络所遇到的问题迎刃而解。 3 2 1 4 齐齐哈尔站内部网设计原则 齐齐哈尔站内部网的实用性 实用性：如何使有限的经费获得较高的效益，始终是铁路建 设发展中重要的问题。在项目建设中，应该从实际情况出发，坚 持“实用、好用，满足现在和可预见的未来需求”的设计原则， 把t m i s 网络纳入到齐齐啥尔站内部网络系统中来。 齐齐哈尔站内部网的高可靠性 第页 北京交通大学工程硕士专业学位论文 在考虑现有网络的基础上，整个业务网网络结构的拓扑结构 尽量采用稳定可靠的结构形式，以保证整个网络的高可靠性。网 络设备和整个网络系统必须具备高可靠性特征。主要网络设备必 须具有热插拔功能。可带电修复故障而不影响网络系统的总体工 作，并支持电信级的网络设备可靠性。 齐齐哈尔站内部网的高稳定性 其中核心交换机采用高性能，为整个车站内部网提供真正的 高速无阻塞的传输，保证全线速交换；不仅硬件实现三层路由和 交换、关键功能比如a c l 、n a t 、s 、策略路由等复杂功能均通 过硬件实现，极大程度上提高了数据处理能力；而管理交换引擎、 电源等关键部件的冗余，实现了系统高稳定性和可靠性。 齐齐哈尔站内部网的可扩展性 系统应以网络应以开放性为基础，具有广泛的适应性和可扩 充性，尤其作为一个骨干网的核心，下面的一些新的应用将不断 增加，系统的容量也将随之扩展，因此方案应具有良好的可扩充 性适应系统不断增长的需求( 如从主干网络设备的选型及模块、 插槽个数和网络的整体构架多种方面来考虑) 齐齐啥尔站内部网的可维护性 整个业务网必须具备良好的可管理性，网管系统应具有监 测、故障诊断、故障隔离、过滤设置等功能，以便于系统的管理 和维护。同时应尽可能选取集成度高、模块化、可通用的产品， 以便于管理和维护。 3 2 2 车站内部网业务需求分析 齐齐哈尔站有7 个行政科室和5 个党群科室以及5 个车问共 有1 3 6 台客户机。其中科室3 8 台，车间2 0 台，t m i s 系统7 8 台 第2 l 页 北京交通大学工稃硕士专业学位论文 套，这次网络方案的设计主要是针对车站的科室和车间，出于车 站的车间分布较为分散最远距离约1 0 公里，所以应该考虑车间与 科室核心网络的接入方式；为了适应铁路跨越式发展的需要，应 该考虑网络中多媒体数据流的承载能力；由于车站内部网要把 1 m i s 网络纳入到其中，所以巨大的生产数据流不应该忽视；组 建企业内部邮局，服务器能够提供w e b 、d n s 、f t p 等等；车站内 部网要接入互联网，车站业务关系图如图3 1 所示： 。：；磊1 二“* li 蠢；* 引 一j j 一 f 办盘蕾且熏肇 c 裹指# i # i 车锋蒋 匡惟j 图| 呈| 吲剖国圈圈 到蚓j 引 劐豳吲攀。 嬷旧 那冁 刘引尊垤惜 童l 童i iol ：i 图3 - l 车站业务关系图 第2 2 页 ，女#* ，# * i 甫，l作i ，m蛀j、 北京交通大学工程硕士专业学位论文 车站用户需求目标如表3 1 所示： 表3 1 车站用户需求目标 用户名称近期中期远期 车站决策部门站长办公室 ( 辅助决策部 各位副站长 门) 安全、技术、教育等行政 车站职能部门科室 各车间 3 2 3 车站内部网办公自动化系统软件功能需求分析 可以利用并修改部分已有的现车管理、客运管理、货运管理、 车站办公自动化等系统，建立信息收集处理系统，将各种生产信 息录入计算机网络，实现运输、经营及安全管理信息和各部门文 件、资料的自动传递，达到资源和数据共享，拟设定五个子系统 客运子系统、货运子系统、办公信息系统、调度指挥系统、现车 管理系统，以求实现数据共享，减少重复作业，提高工作效率， 实现全站生产、指标、办公信息的全部微机化管理。便于查询及 数据上报，为领导决策及制定制度提供了可靠依据。关键作业之 间实现互控，消除原有人工控制易出差错的目的。车站内部网办 公自动化系统软件功能如表3 2 所示； 第2 3 页 北京交通大学工程硕士专业学位论文 表3 2 车站内部网办公自动化系统软件功能 功能名称功能描述 通过货调管理、篷布管理、到达交付、集装箱管理 的功能实现，使得货物从进站到出站的全部工作达 货运子系统 到可控化管理 通过收集票务基本信息，汇总分析之后得出相 客运子系统 应的客流流向分布及今后客流预测信息 通过收集各车问业务室以及运输生产网提供 办公信息系统 的安全、管理、运输生产指标信息生成相应的管理 信息，以供各级决策部门使用 通过收集调度命令等相关信息，根据运输组织 调度指挥系统 原则生成相应的分析结果 通过收集相应的现车管理信息，根据铁路运输 现车管理系统 组织原则生成相应的分析结果供各级决策部门使 用 第2 4 页 北京交通大学工程硕士专业学位论文 3 2 4 车站内部网办公自动化系统数据流量需求分析 由于车站内部网办公自动化系统的数据流量分布极不均衡， 有必要在这里对车站整个网络的静态以及动态的数据量进行分 析，静态信息数据量如表3 3 所示： 表3 3 静态信息数据量 单元数据量 静态信息类型单元数总数估算 ( k 字节) 运输指标 5 1 2 01 57 5 m 文件 2 5 6 2 0 05 1 2 m 电报 5 1 2l2 06 0 m 教育管理信息 2 5 62 05 埘 技术管理信息 1 0 2 43 03 晰 安全管理信息 2 0 4 84 08 0 m 其它信息 10 0 m 合计 4 0 1 3 m 第2 5 页 北京交通大学工程硕士专业学位论文 动态信息数据流量分析如表3 4 所示 表3 - 4 动态信息数据流分析 信息类型数据量( 每天)占用带宽状态 南场集中楼监控 3 2 g b 3 0 m b p s实时刷新 信息 北场集中楼监控 3 2 g b 3 0 m b p s实时刷新 信息 客运监控信息 3 2 g b 3 0 m b p s 实时刷新 货运监控信息 3 2 g b 3 0 m b p s实时刷新 语音信息 5 2 0 m b 4 8 k b p s定时刷新 第2 6 页 北京交通大学工程硕士专业学位论文 车站信息显示方式与内容如表3 5 所示： 表3 5 车站信息显示方式与内容 信息内容文本信息图形信息视频信息音频信息 计算机、站台引 计算机、候计算机、候广播 显示旅客 导屏幕，网站 车室及广厅 车室大屏幕 电话终端 引导信息 w e b 终端大屏幕 内容 计算机、站台引交班室大屏 显示指标 导屏幕、网站幕 信息内容 w e b 终端 显示客票计算机、票额大 余额信息屏幕 内容 候车室液晶显候车室液晶候车室液晶候车室液晶 旅客常识 示系统显示系统显示系统显示系统、电 信息内容 话终端 3 2 5 车站内部网网络管理需求分析 根据车站实际管理信息与车间、科室的分布情况。主要科室 管理部门集中在一起，车间最远距离l o 公里，最近也有l 公里。 建立以科室管理为核心的企业局域网。为能使系统据有更好的完 整性、可扩充性、可移植性与更高的性能价格比，对网络与硬件 配置进行分析，该系统是基于数据处理、信息管理及事务处理的 第2 7 页 北京交通大学工程硕士专业学位论文 网络系统，以就是说该系统要完成单位内部的基础数据处理、信 息管理及事务的管理，而且车站主干网是覆盖车站大楼的站区网 络并且要把生产网t m i s 网络要纳入到其中进行管理，组成了一 个具有相当复杂的计算机网络。随着网络复杂度的增加，给网络 管理带来成级数增加的管理工作量。网络管理要求解决的问题包 括： 对所有网络设备端口的监视和管理。对所有网络设备的远地 配置和控制，包括网络设备端口的开放和关闭，整个网络的故障 检测，故障自动报警功能，整个网络性能的统计和分析报告。按 照这些网络管理的需求，应采用基于g u i 界面的网络管理软件。 3 2 6 网络安全需求分析 车站内部网络安全主要考虑以下几方面要求：生产网络 t m i s 系统与办公网相互访问的控制，各个科室、车问所访问网 络的控制，各单位之问在未经授权的情况下，不能相互访问。内 部网中生产网络t m i s 系统要与办公网之问要建立防火墙，即禁 止外部用户未经许可访问内部的数据，或者内部用户未经许可访 问外部数据。 对安全问题的考虑主要是两个方面：车站内部网应该是一个 部分开放的系统：车站内部网应该安全的，它不应该受到恶意的 攻击而无法运行，一些科研成果也不应该对任何人都开放。主要 利用虚拟网技术和防火墙技术来合理解决安全与开放的问题。 第2 8 页 北京交通大学工程硕士专业学位论文 第四章齐齐哈尔站内部网设计方案! 为了深入探讨齐齐哈尔站内部网的建设设计了两套方案进 行筛选比对，探讨到底哪种组网形式更加适合齐齐哈尔站。 4 1 第一套组网方案 4 1 1 网络总体设计 核心层：核心层配置设备承担的任务主要是通过核心层设备 与汇聚层间信息的交流、分发与管理，因此核心层设备是整个网 络的中心枢纽，应具有强大的交换能力，保证不会发生信息搁塞； 强大的安全防护能力，保证不会因单点故障而影响整个系统的正 常运行；有效的故障恢复能力，保证任何一种单点故障都能在短时 间内迅速予以恢复。高性能核心层即宽带i p 网络的骨干层，它支 持多种业务的q o s c o s 、v p n 和基于光纤的g 位以太网，其骨干 传输速率可支持到0 c 1 9 2 。核心层具有全光化、高性能和多业务 支持等特点；网络收集层具备对多种技术、多种业务的接入功能， 由业务网关( 语音网关、信令网关和传真网关等) 和边缘层组成， 边缘层支持f r a t m i p t 晰。 车站内部网的核心层产品采用模块化路由交换机，汇聚层 产品采用全千兆三层路由交换机，接入层产品采用网管千兆交换 机和部分宽带智能网管交换机进行组建。 汇聚层：汇聚层设备承担的任务，一是构造本地网络核心， 二是通过核心设备实现与其他部分大量信息交换。汇聚层设备具 备较高的吞吐能力和上连带宽，同时还具备强有力的用户访问控 制能力( 即三、四层交换能力、虚拟网功能) 。 汇聚交换机应支持全面的网络管理、v l a n 、端口镜像、 第2 9 页 北京交通大学工程硕士专业学位论文 s p a n n i n gt r e e 、i e 旺8 0 2 1 x 身份验证等功能。 接入层：接入层的功能在于将各种媒体、各种速度、任何 地方的最终用户接入i p 网络。这一层主要实现各单位终端节点设 备的接入，并上连到网络汇聚层。这一层网络建设可以根据各节 点的具体情况分期分批建设。 接入层产品般采用网管千兆交换机，可为各类型网络提 供所需的交换端口，搭建方便灵活的弹性网络。具有丰富而强大 的网管功能，可以通过多重设置方式对网络进行网管操作，可针 对用户的不同情况进行端口带宽分配。 4 1 2 网络总体结构设计 车站内部网全网设计为三层结构核心层、汇聚层、接入层； 核心层选