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计算机世界1999年第11期

湖南电力数据网络系统设计思路

湖南省电力公司　陈瞿铁　左松林

　　湖南电力数据网络系统的建设主要包括省公司本部内的局域网、省网内的广域网以及与国家电力公司的中国电力数据网和国际互联网联网的建设。以下就网络建设的几个主要方面和相关技术问题进行简要论述。

　　局域网方案：ATM交换技术＋局域网仿真技术

　　省公司本部（包括调通局）大楼内的局域网建设必须采用国际上公开标准的设备组建高性能的网络，支持多种协议和各种数据传输的接口，并具有良好的安全性、可扩充性和易管理性，在充分考虑实用性和保护现有设备及投资的前提下，使改造后的网络具有一定的先进性。根据这一原则，经分析论证认为以“ATM交换技术＋局域网仿真技术”组建局域网不失为一种较好的构建模式。

　　由于ATM网络带宽大、速度高，并且能提供业务质量QoS服务等多种优点，使得以ATM技术组建的局域网在性能上大大优于传统共享媒介的局域网。

　　采用ATM局域网仿真技术，即以太网到桌面为主的方式，可以保护原有以太网的部分投资，有利于网络的升级改造。另一方面，ATM交换机能够提高干线的性能而不破坏现有的应用或网络操作系统，服务器能够跨接在高速的ATM交换机上，并且仍然和LAN所连接的客户机一起工作。

　　其中，ATM主干交换机的要求如下：

• 采用双交换引擎，并配备散热风扇；
• 采用双电源，具有自动过热检测、负载均衡工作的功能；
• 热插拔模块可提供ATM和以太网端口，能够集成帧和信元交换技术；
• ATM主干数据传送速率为155Mbps或622Mbps；
• 支持第3层交换和虚拟网技术。

　　楼层交换机的要求如下：

• 采用10/100Mbps自适应以太网交换机，支持ATM至Ethernet协议转换；
• 上连光纤主干，下连5类双绞线；
• 选用少量的ATM交换机以提供25M端口至桌面；
• 支持LAN适配器、NDIS（网络设备接口规范）、ODI（开放数据链路接口）驱动设备以及所有第2层和第2层以上的协议。

　　广域网方案：从DDN向帧中继过渡

　　湖南电力市场广域网的建设应遵循如下一些原则：

• 充分考虑目前业务需求和今后较长时期内业务发展的需要，留有充分的升级和扩充的可能性；
• 系统具有较强的通信功能；
• 保护现有投资和资源，充分利用现有设备和现有应用系统，新系统具有对现有系统集成的能力；
• 安全、可靠、保密和可维护性好；
• 具有高度的开放性，并做到经济、高效，使整个系统的总体性能价格比最优；
• 支持全部种类的LAN接口、LAN规程和WAN接口，支持多种网络协议。

　　基于上述原则，可考虑两种广域网方案：DDN网和帧中继网。

　　方案一：DDN网

　　DDN网（数字数据网）是利用数字信道传输数据信号的数据传输网络，它采用电路方式进行数据通信，整个接续路径采用物理连接。DDN的主要优点是信息传输时延小；电路是“透明”的，即发送端用户送出的信息通过电路连接毫无限制地被传送到接收端；信息传送的吞吐量较大，即可根据信息量的大小选择所需要的传输速率通道。DDN的主要缺点是所占用的带宽是固定的，所以网络资源的利用率较低；由于通信的传输通路是专用的，即使在没有数据传送时，别人也不能使用，所以进行数据通信的效率较低。

　　由于电力通信网已基本建成DDN网，因此若采用DDN方案则对通信网不必进行大量的改造，只要进行一定的扩容即可。目前通信网能够提供的最高速率是1Mbps，逐步扩容可使数据传送速率达到最高值2Mbps。采用DDN方案在局域网一侧只需配置带V.35接口的路由器。

　　本方案投资相对少，见效快，但性能和速率受到限制，从长远来看，不利于广域网的发展与建设。

　　方案二：帧中继网

　　帧中继技术是在分组交换技术的基础上发展起来的，是一种快速分组交换技术。它采用统计复用的方式，提供面向连接的业务。

　　它的主要优点如下：首先，帧中继使用统计复用技术（即带宽按需分配）向用户提供共享的网络资源，每条线路和网络端口都可由多个终点按信息流量共享，这种技术大大提高了网络资源的利用率；其次，由于帧中继简化了节点机之间的协议处理，因此能够适应业务的突发性大数据量传输的要求；第三，帧中继具有较好的灵活性，在帧中继网组建方面，由于帧中继的协议简单，利用现有数据网上的硬件设备稍加修改，同时进行软件升级就可实现，而且操作简便，此外，在用户接入方面，帧中继网络能为多种业务类型提供共用的网络传送能力并对高层协议保持透明，用户不必担心协议的不兼容。

　　其不足之处主要在于由于帧中继无纠错和流量控制，可靠性下降。因此，组建帧中继网一般有两个前提条件：一是传输线路质量好；二是终端智能化程度高。前者保证了网络传输不易出错，即使有少量出错也可由后者去进行端到端的恢复。

　　目前，国际上广泛采用的快速交换技术主要有两种：帧中继和ATM。在湖南电力广域网中采用ATM技术恐怕尚需时日，那么从长远一点考虑建立帧中继骨干网不失为一种较好的选择。它是实现高速数据传输的较理想的技术，其传输速率也正在由64Kbps－2Mbps向34Mbps－45Mbps发展，在未来较长时期内能够满足用户的需求，而且将来的ATM网络也支持帧中继标准。

　　帧中继方案的投资相对于DDN要大一些，需要对通信网进行一定的改造，需要配置帧中继交换机与局域网路由器相连。

　　根据湖南电力通信网络的实际情况，建议初期采用上述方案一。与此同时，抓紧网络建设，逐步尽快过渡到方案二。当然，在广域网建设过程中，对于具备一定条件的骨干结点，比如费用允许、已架设光缆和相关通信设备支持等，则也可考虑采用ATM技术实现网络互联。

　　其他考虑

　　在Internet接入方面，省公司在本部租用邮电DDN专线接入Internet，全省各单位局域网或远程移动用户统一由此出口上互联网。

　　Web服务器和邮件服务器选用高档PC专用服务器，Web和邮件应用采用Windows NT的系列软件。

　　作为局域网上用于业务管理的数据库服务器可以采用如下方式来设计：

• 在DB Server1和DB Server2中采用群集Cluster技术，实现双机在线热备份；
• 采用磁盘阵列技术，增强主机系统的并行处理能力，实现数据的保护与备份，提高数据的可用性和可靠性；
• 配置高速可擦写光驱，用于定期人工转存硬盘数据；
• 网络操作系统平台选用Unix，数据库系统选用最新版本的Oracle系统，并配置数据库管理和维护软件包。

　　此方案具有较高的总体性能、可靠性和容错能力。当一台机故障时另一台机能够自动切换代替故障机继续运行。此外，对数据的完整性也有很好的保护，能够实现不同层次的数据保护及冗余能力。这些技术的采用将能够较好地满足客户对技术支持系统的要求。

　　电能量采集及结算系统在物理上处于局域网的一个相对独立的网段上，组成一个子网，该系统通过路由器或防火墙系统与网络主干联接。在该子网上挂接电能量采集及结算系统专用的两台数据库服务器DB ServerA和DB ServerB。此外，还要挂接数据通信装置和软件开发与维护工作站等。数据处理机和数据通信装置也应有热备份系统，以防止单点失效情况的出现。