辽宁交通信息广域网及其骨干网络建设与实施.doc

辽宁交通信息广域网及其骨干网络建设与实施论文作者：郎志海单 位：辽宁省交通厅通信信息总站联系方式：024 23860321email：目 录前 言3一、辽宁交通信息广域网物理平台建设31 传输网规划原则32 传输网规划目标33 辽宁交通信息广域网传输网络设计方案33.1 传输网的分层模式33.2 辽宁交通广域网网络结构43.2.1骨干网43.2.2本地网43.3 传输网容量要求53.4 传输网的分阶段实施步骤6二、辽宁交通信息广域网骨干网络建设71 骨干网络工程建设原则71.1 工程实施原则71.2 安全性原则71.3 高可靠性原则71.4 技术先进性和实用性原则71.5高性能原则71.6 开放性原则81.7 灵活性和可扩展性原则81.8 可管理性原则81.9 保护现有投资原则82 系统构成83 本工程范围93 本工程范围104 关键技术104.1 MPLS-VPN技术104.2网络协议/路由协议选择11前 言辽宁交通信息广域网是以厅机关、厅直属各单位、各市交通局等行业主管部门为主要服务对象，以实现交通系统内部计算机网络的互联互通为主要方式，以提供多渠道、多种形式信息资源为领导机关的科学决策服务为主要内容。该网络上联交通部、省委、省政府、下联直属各单位、各市交通局的网络体系。建立完善的信息化基础设施，实现主要业务办公的网络化。辽宁交通信息广域网的传输网络是构建辽宁交通行业信息专网的基础平台，为满足交通建设发展带来的数据、语音、视频等各种业务对网络带宽的需求，应适当超前建设。随着我省高速公路建设“两环五射”的基本完成，利用高速公路上敷设的光纤链路来构建辽宁交通行业信息专网的传输网络是理想之选。一、辽宁交通信息广域网物理平台建设1 传输网规划原则1传输网的实现技术应符合未来骨干网技术的发展趋势；2网络应具有良好的生存性；3网络应具有良好的重构性；4网络应具有良好的可扩展能力；5传输网应能够支持多种业务的需求。2 传输网规划目标为解决我省交通信息化快速发展的需求，构建一个广域的、安全的、高速的、多功能的，覆盖全省公路、港口以及各地、市、县交通主管部门的传输网络。3 辽宁交通信息广域网传输网络设计方案3.1 传输网的分层模式根据交通行业信息网络覆盖范围广的特点，将其传送网划分为一个二层的网络模型：骨干网和本地网。干线网构成一个覆盖全省的高速信息通道具有传输容量大、距离跨度大、电路质量要求高、重要性强等特点。主干网本地网传输网分层模型本地网用于十四个省辖城市及某些需要建立本地网的地区或单位组网。这种分层结构具有如下优越性：(1)一般来说，同一城市、同一业务系统内或同一单位内的业务量较多，因此，这种结构使得本地网中的业务无需经过干线网，减轻了干线网的压力，反过来说，也就是增加了整个网络的容量。例如，交通厅大部分直属单位机关设在沈阳，与交通厅的业务量较大，前期建设可以通过租用通信公司的数据专线与交通厅机关互连形成星型网络拓扑结构的本地网，以便减轻干线网的压力；(2)分为两层，使得网络拓扑结构比较简单，层间影响小，也易于今后的扩展；(3)在投资比较省的情况下取得了比较高的可靠性。3.2 辽宁交通广域网网络结构3.2.1骨干网采用现有的高速公路光缆资源来建设主干网络，沈阳、大连、鞍山、抚顺、本溪、丹东、锦州、营口、盘锦、阜新、辽阳、铁岭、朝阳、葫芦岛十四个省辖市的高速公路管理处的监控中心作为网络节点，实现与本地网络互连。3.2.2本地网本地网用于十四个省辖市及需要建立本地网的地区或单位组网，本地网组网的数据线路及与干线网连接方式、本地网的组网方式、用户接入方式等根据个市交通管理部门的实际情况进行建设。（1） 传输信道本地网中的传输信道建设采用以下几种方式：租用中国网通的数据线路，数据业务较多的选用SDH 2M以上线路、其它业务选用VPDN方式（ADSL传输模式速率可达到512K、1M、2M）等，建立无线网络传输信道，通过选用GPRSCDMA无线传输技术与数据中心互连来实现移动办公、路政稽查、偏远地区收费等业务。自建网络，相邻或距离较近的单位和部门之间可以通过自建光纤链路实现互连及与干线网络的连接。（2）组网方式根据本地网的地理位置、交通部门、通信信道的分布情况等进行选择。（3）用户接入方式对于高管局、公路局、征稽局、运管局、航运局等下属管理处或管理所等单位的接入方式可采用多种手段，可根据实际情况选择（1）中三种方式，高速公路管理处及下属单位（收费站、服务区、加油站等）可优先采用光纤接入网络。3.3 传输网容量要求干线网容量可以综合以下几个因素确定：交换网的规模；网络应用层多种业务对传输需求的总和；网络组织优化和安全性；要求备份的容量；传输技术发展水平。干线网业务从需求上来看，收费系统、电话系统、无线系统等对长途线路容量要求并不大，而智能运输系统ITS（监控系统；利用GIS、GPS开发的交通定位导航、紧急救援、调度系统等）、视频会议系统、各种Internet业务却由于点多量大，需要占用较多的带宽。本地网容量差异较大。例如沈阳市分布有省、市二级交通主管部门及直属单位，全省交通指挥中心与通信枢纽，节点多，业务量大，与各地市也有大量的业务交往，因此沈阳本地网容量远高于其他地区。所以本地网可根据实际情况进行选择。3.4 传输网的分阶段实施步骤传输网的建设应分阶段实施：第一阶段：2005年4月以前要建设完成依托现有高速公路光缆网的传输骨干网，并建设沈阳、大连、鞍山、抚顺、本溪、丹东、锦州、营口、盘锦、阜新、辽阳、铁岭、朝阳、葫芦岛十四个省辖市的骨干网络节点；第二阶段：2005年末建设完成14个城市本地网，并在2005年10月以前建设完成本地网与骨干网的连接线路；第三阶段：2005年末完成辽宁省交通广域网覆盖全省所有交通管理部门的目标。二、辽宁交通信息广域网骨干网络建设按照辽宁交通信息广域网络建设要求，我们于2005年4月完成了辽宁交通信息广域网骨干网络的工程建设，本工程主要包括三部分工程内容：构建网络，在省中心安装核心路由器、核心交换机等网络设备，同时在13市安装骨干路由器。由于目前高速公路通信系统不能为该网提供足够传输通道，为保证网络的正常运行，本工程还对高速公路通信系统进行了扩容，提供13个城市与沈阳局中心之间210M传输通道；完成配套设备的安装，包括通信中心整流电源扩容，全省信息中心UPS安装及防雷接地。1 骨干网络工程建设原则1.1 工程实施原则根据交通部的部署和辽宁省信息化总体规划，辽宁交通信息传输主干网的实施应遵循以下原则：1.2 安全性原则制订统一的骨干网安全策略，整体考虑网络平台的安全性。1.3 高可靠性原则网络系统的稳定可靠是应用系统正常运行的关键保证，在网络设计中选用高可靠性网络产品，合理设计网络架构，制订可靠的网络备份策略，保证网络具有故障自愈的能力，最大限度地支持辽宁省交通系统各业务系统的正常运行。1.4 技术先进性和实用性原则保证满足辽宁省交通厅应用系统业务的同时，又要体现出网络系统的先进性。在网络设计中要把先进的技术与现有的成熟技术和标准结合起来，充分考虑到辽宁省交通系统网络应用的现状和未来发展趋势。1.5高性能原则骨干网络性能是整个网络良好运行的基础，设计中必须保障网络及设备的高吞吐能力，保证各种信息（数据、语音、图象）的高质量传输，才能使网络不成为业务开展的瓶颈。1.6 开放性原则支持国际上通用标准的网络协议（如TCP/IP）、国际标准的大型的动态路由协议等开放协议，有利于以保证与其它网络(如公共数据网、国家骨干网等)之间的平滑连接互通，以及将来网络的扩展。1.7 灵活性和可扩展性原则根据未来业务的增长和变化，网络可以平滑地扩充和升级，减少最大程度的减少对网络架构和现有设备的调整。1.8 可管理性原则对网络实行集中监测、分权管理，并统一分配带宽资源。选用先进的网络管理平台，具有对设备、端口等的管理、流量统计分析，及可提供故障自动报警。1.9 保护现有投资原则在保证网络整体性能的前提下，充分利用现有的网络设备或做必要的升级，对其他的设备用作骨干网外联的接入设备。2 系统构成目前辽宁省高速公路光缆干线传输系统已基本形成，利用现有的高速公路SDH光纤网络资源，选择高速公路朝阳、阜新、本溪、营口、辽阳、鞍山、大连、丹东、抚顺、葫芦岛、盘锦、锦州、铁岭管理处或收费站作为全省13个城市的信息中转节点。这些中转节点向上通过辽宁省高速公路光缆干线传输网络与辽宁省省厅数据中心进行连接，向下与全省13个市的交通行政管理部门及相关企业通过光纤置换与电信公司的本地线路资源实现互连，从而形成全省交通行业专用网络。全省交通系统信息传输主干网由一台核心路由器与各地市骨干路由器之间通过高速公路光纤网以太口相连实现20M相通，一台备份路由器与各地市骨干路由器之间通过租用网通2M相连实现按需的相通。当核心路由器到各地市骨干路由器的高速公路光纤网发生故障时，按需的直接连接到各地市的处、站分支单位，不通过各地市的骨干路由器。两台核心交换机用以连接各种服务器。各地市骨干路由器与各市交通局、公路处、征稽处及征稽所、运输处、航政处（海事局）、质监站、二级以上客运站等单位通过网通2M互联。整网应用MPLS-VPN技术，实现不同分支单位业务分开。核心路由器、备份路由器与两台核心交换机之间安放两台防火墙，以确保核心交换机上的服务器免受外部攻击，两台核心交换机上安放一台IDS，用来监控全网情况。各中心设备之间以千兆互联，保证骨干带宽。辽宁省交通核心网络设置在省高速公路管理局四楼数据机房。3 本工程范围本工程范围包括三个部分：（1）通信系统扩容部分：对辽宁省高速公路通信中心设备进行扩容；对朝阳、阜新、本溪、营口、辽阳、鞍山、大连、丹东、抚顺、葫芦岛、盘锦、锦州、铁岭管理处（通信分中心）设备进行扩容，使其为沈阳至13个城市提供20M传输通道，完成相应的通信配线，并负责相关网管系统的扩充及相关交通通信网络的测试。（2）数据网络部分：构建中心数据网络。全省交通系统信息传输主干网包括一台核心路由器和一台备份路由器，两台核心交换机，两台防火墙，一台IDS，13台各地市骨干路由器，一台路由反射器。同时要详细提供全省交通信息传输网络的具体实施方案,包括路由协议选择与配置、IP地址分配、VPN实施方案等。完成与本工程相关的通信布线、网络布线及电源布线。（3）配套设施部分，包括通信中心整流电源扩容，全省信息中心UPS的设置及中心机房的装修。本工程范围为完成上述各部分的设计、采购、安装、调试、试运行、缺陷责任期服务等。4 关键技术4.1 MPLS-VPN技术为了适应信息化社会的生存环境，交通厅及下属部门必须首先使自己实现信息化，借助于信息技术进行全方位的集成化管理和控制，实现全行业信息的整体集成，为行业的发展提供强有力的支持。MPLS VPN是实现一张网络多种业务方案的理想选择。MPLS/BGP VPN解决方案可以提供一种基于网络、易于管理、扩充性好、安全且具有QoS保障、可在任意节点间连接的VPN。特点如下：基于网络，易于管理：这种基于网络的VPN可以完全由骨干网络来实现，集团用户可将VPN的管理“外包”给运营商，即网络用户不用关心VPN是如何构造的，而是由网络运行商在其网络内完成。这种VPN可以显著地减少运营商和用户的投资，特别适合于为企业集团用户实现Intranet、Extranet。扩充性好：由于基于MPLS/BGP实现，因此很容易对网络节点进行扩充，网络可剪裁性好。安全：由于基于MPLS/BGP实现，报文在网络节点构成的MPLS域中采用标签转发的形式进行交换（LSP），因此具有同ATM/FR虚电路相同的安全级别。QOS: 由于基于MPLS/BGP实现，可以利用MPLS技术特有的CoS、RSVP,流量工程等机制，从而能够为用户实现有QoS保证的VPN。MPLS来实现VPN是趋势，VPN的划分在PE节点上实现。考虑到在实际运营过程中，网络需要同时支持很多个VPN，为了简化IP地址的规划、分配、维护，利用MPLS来实现VPN。基于MPLS的标签转发路径的VPN可以单独构成一个独立的地址空间，独自寻址，即VPN之间可以重用地址，在分配地址时不必考虑是否会与其他的VPN发生冲突，只需要考虑在本VPN之内不冲突即可。当然在考虑VPN与Internet互连时还是得通过NAT等方式以避免与Internet地址冲突。4.2网络协议/路由协议选择TCP/IP几乎协议统治了所有的桌面应用，这一点勿庸置疑，因此系统选择广域网采用应用最广泛的TCP/IP协议。主干网建设，从省级到13个二级单位和分支三级单位内部广域网互联。可以看出整个网络十分庞大，网络的规划一定要保证网络的可扩展性，在网络建设的初期，勉强可以考虑用静态路由协议，但静态路由协议不能完成网络备份链路的自动切换，不能保证网上业务