神朔铁路计算机网优化研究

2015-10-21郭加新

建筑工程技术与设计 2015年8期

关键词：计算机网络铁路优化

郭加新

【摘要】本文以神朔铁路计算机网为例，分析了目前铁路计算机网络的现状，然后根据业务需求对目前计算机网络进行优化，并对预期效果进行了分析。

【关键词】铁路；计算机网络；优化

随着神朔铁路信息化发展，对计算机网络的带宽、可靠性、安全性等方面提出更高的要求，现有计算机网络不能满足要求，须对其进行优化。

1、研究背景

1.1项目概述

神朔铁路，自陕西神木县大柳塔镇至山西朔州市，正线全长266公里，其计算机网采用千兆交换机构建，主要承载着铁路运输管理信息系统、铁路生产办公系统、企业资源管理、智能在线监测、光纤在线监测、视频监控系统、金财等信息系统。

1.2 既有网络现状

目前神朔铁路计算机网络主要存在和面临网络可靠性低、网络带宽不足和网络没有统一规划等问题。主要表现为以下几个问题：

1.2.1 网络架构问题

目前神朔铁路计算机网络为链型组网方式，当其中一个网络节点发生故障，会导致其后边其它网络节点业务全部中断，既有二层网络的固有缺陷导致网络震荡、风暴现象经常发生。

图一：既有计算机网络构成图

1.2.2 物理资源问题

铁路沿线两侧光纤资源无剩余，无法满足可靠的计算机网络的组网需求。

1.2.3 网络规划问题

既有网络没有有统一规划，相对分散，网络资源分布独立、分配不合理。

1.3 网络需求分析

目前信息系统已占用计算机网络85%的带宽，伴随今后信息化项目的发展，现有千兆网络带宽严重不足。

基于上述分析，需对现有计算机网络进行优化。

2、网络优化方案

神朔计算机网络优化方案，主要从传输网和数据网两个方案进行优化。

优化后千兆计算机网络升级至万兆，任一汇聚节点故障，对其它汇聚节点没有任何影响，各个汇聚层节点均为一跳至核心层，接入层节点两跳至核心层。

2.1网络构成

本次优化计算机网络采用核心层、汇聚层、接入层三层结构构建。

2.2传输网设计

鉴于目前光纤资源不足，本次优化方案在神木北站和沿线19个车站各新设1套OTN设备并利用现有4芯光纤开通OTN系统，作为数据网的承载平台，为各节点数据网汇聚交换机一跳至核心交换机提供高带宽、高可靠的业务通道，同时也为今后业务发展预留条件。

图二：传输网络结构拓扑图

2.3 数据网设计

2.3.1网络架构

本次优化在神木北新设2台万兆核心交换机，在沿线19个车站各新设2台万兆汇聚交换机，接入层交换机利旧。

核心交换机与每个车站2台汇聚交换机通过传输网提供1主1备2条万兆链路互联，组成逻辑星型网络，既有接入交换机与其对应的车站汇聚交换机通过千兆光口互联。2台核心交换机之间、每个车站2台汇聚交换机之间组成虚拟化集群。

图三：传输网、数据网络结构拓扑图

2.3.2软资源优化方案

（1）路由和VLAN优化

本次优化从二层VLAN规划和三层路由规划两个方面来解决现有二层网络震荡、风暴等问题。各车站车间、工区的接入交换机与车站汇聚交换机之间均通过二层VLAN承载业务，接入交换机划分VLAN，所有二层交换机均不允许VLAN1通过端口，避免车站内部二层互通。整网部署OSPF，减少路由计算和发布量，提高网络收敛速度和运行效率。

（2）业务承载特性优化

本次优化采用具备SDN功能的核心交换机和汇聚交换机，使优化后网络具备SDN能力，能够灵活按照未来出现的业务承载需求调整服务。根据后续业务需求，对网络服务模型提供编程能力，满足用户业务需求。

2.4 网络可靠性设计

2.4.1 组网可靠性设计

本次优化OTN传输网采用环型组网，并采用ODUK（1+1）的保护方式，当网络中任一节点故障，其它节点不会受到任何影响，最终形成一个形成高带宽、高健壮性、可提供优质网络服务质量、可面向未来业务演进的整體网络。

数据网核心层、汇聚层采用双节点集群虚拟化设计避免核心层和汇聚层设备流量激增造成的拥塞。

2.4.2 设备可靠性设计

本次优化OTN设备、核心交换机、汇聚交换机主控、交叉（交换）、电源、风扇、时钟等重要板件均为冗余备份设计，避免设备部件故障造成的网路中断。

3、预期成果分析

神朔铁路计算机网络优化后，可达到如下效果：

在链路带宽方面，建设信息高速公路，满足后续可预期的业务承载需求。

在网络容量方面，提供T比特级别交换机，在满足网络流量增长处理需求的同时，提供充分的可靠性保障、故障OAM检测、QOS保障能力。