一種信息網(wǎng)絡(luò)上聯(lián)雙鏈路方案的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

尹秀艷　田新成

摘 要 隨著電力企業(yè)信息化的不斷發(fā)展，信息網(wǎng)絡(luò)的可靠性顯得越來(lái)越重要，它承載了地區(qū)信息網(wǎng)絡(luò)的全部生產(chǎn)、管理業(yè)務(wù)。目前，唐山信息網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)與上級(jí)信息系統(tǒng)互聯(lián)為單鏈路、單設(shè)備上聯(lián)，鏈路中任何環(huán)節(jié)發(fā)生故障，就會(huì)影響各類(lèi)運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)，存在較大的安全隱患。本文首先對(duì)雙防火墻組網(wǎng)技術(shù)簡(jiǎn)要介紹，提出并分析了雙鏈路上聯(lián)方案和設(shè)計(jì)原則，重點(diǎn)對(duì)雙上聯(lián)關(guān)鍵技術(shù)探討與應(yīng)用，最后對(duì)雙鏈路設(shè)計(jì)方案實(shí)施效果進(jìn)行有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

【關(guān)鍵詞】信息網(wǎng)絡(luò) 雙鏈路 關(guān)鍵技術(shù)

唐山供電公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)唐供）至冀北電力有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)冀北）的信息網(wǎng)絡(luò)通道，是唐供信息最關(guān)鍵的通道。以往，唐山供電公司與上級(jí)單位冀北電力有限公司采用單鏈路、單設(shè)備上聯(lián)，一旦鏈路或者設(shè)備出現(xiàn)故障，唐供內(nèi)包括5E系統(tǒng)、卡表售電系統(tǒng)等在內(nèi)的所有辦公業(yè)務(wù)將會(huì)停運(yùn)，這嚴(yán)重影響了公司的正常的生產(chǎn)運(yùn)行，給公司帶來(lái)了不利的影響。為避免這種情況的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)雙設(shè)備雙鏈路尤為必要。

1 雙防火墻組網(wǎng)技術(shù)簡(jiǎn)介

要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的高可用性，首先應(yīng)該排除網(wǎng)絡(luò)中的單點(diǎn)故障點(diǎn)，使網(wǎng)絡(luò)在任何一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備失效時(shí)仍能提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。這種方案通常要在核心層配置最少兩臺(tái)交換機(jī)，同樣在防火墻層配置最少兩臺(tái)防火墻。為實(shí)驗(yàn)上述功能要求，防火墻必須應(yīng)用專(zhuān)門(mén)的雙機(jī)容錯(cuò)技術(shù)，一般防火墻都有該功能，成為Failover（故障切換）或者“HA”。這種功能要求防火墻的兩端設(shè)備必須具有交換功能，對(duì)于兩個(gè)相互做Failover的設(shè)備，互為備份的鏈路需要有相同的配置。

2 上聯(lián)雙鏈路方案設(shè)計(jì)概況

2.1 方案背景

唐供至冀北的信息網(wǎng)絡(luò)通道，是唐供信息最關(guān)鍵的通道，承載了唐山地區(qū)信息網(wǎng)絡(luò)的全部生產(chǎn)、管理業(yè)務(wù)。唐供信息并非直連冀北，而是使用了綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)提供的通道。綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)為MPLS-VPN網(wǎng)絡(luò)，由兩臺(tái)路由器作為雙鏈路出口，唐供信息用2臺(tái)核心路由器7609連接到雙鏈路上，2個(gè)內(nèi)置于7609上的防火墻模塊（FWSM）對(duì)唐供信息網(wǎng)絡(luò)和綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)進(jìn)行隔離。示意圖如1所示。

2.2 設(shè)計(jì)原則

（1）使用靜態(tài)路由穿過(guò)網(wǎng)絡(luò)邊界，即：不啟用動(dòng)態(tài)路由學(xué)習(xí)對(duì)方網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)降低對(duì)方設(shè)備配置的復(fù)雜度。（2）雙鏈路具備同時(shí)使用的能力，但從實(shí)用出發(fā)，保障安全穩(wěn)定要優(yōu)先于追求線路利用率。（3）一旦出現(xiàn)非對(duì)稱(chēng)路由，網(wǎng)絡(luò)不受其影響。（4）具備自動(dòng)切換能力，最大限度保證網(wǎng)絡(luò)可用性。

3 關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

3.1 防火墻A/A模式設(shè)計(jì)

考慮到路由模式在邏輯上更獨(dú)立，路由模式下通過(guò)靜態(tài)路由可以選擇：1路為主、1路為備，或兩路同時(shí)使用即一邊一個(gè)包。由于FWSM功能的限制，單防火墻對(duì)雙出口實(shí)現(xiàn)檢測(cè)和切換沒(méi)有經(jīng)過(guò)論證和測(cè)試。設(shè)計(jì)方案選擇了A/A模式，原理為：將一塊單防火墻虛擬為2個(gè)墻，另一塊防火墻同樣對(duì)稱(chēng)虛擬為2個(gè)墻，4個(gè)墻兩兩成對(duì)，每對(duì)運(yùn)行A/S。2對(duì)A/S防火墻分別對(duì)應(yīng)了2條鏈路，同時(shí)2個(gè)Active防火墻可以物理上分開(kāi)在2個(gè)FWSM模塊上，因此具有實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡的能力。

3.2 非對(duì)稱(chēng)路由（ASR）問(wèn)題解決方法

應(yīng)用“ASR group”功能，當(dāng)asr-group的接口收到數(shù)據(jù)包而沒(méi)有會(huì)話信息時(shí)，將在同group中其它的接口檢查，一旦發(fā)現(xiàn)符合，將重寫(xiě)2層包頭并轉(zhuǎn)往相應(yīng)端口。asr-group并不是接收了非對(duì)稱(chēng)路由，而是將非對(duì)稱(chēng)路由的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)給正確的接口。asr-group生效的前提條件為：A/A模式的failover、配置Stateful Failover（狀態(tài)同步）功能，配置replication http功能。

3.3 備用靜態(tài)路由切換設(shè)計(jì)

靜態(tài)路由本身沒(méi)有機(jī)制來(lái)確定路由是否仍然可用，應(yīng)用 “對(duì)象跟蹤”功能（Enhanced Object Tracking），通過(guò)將一個(gè)靜態(tài)路由與一個(gè)預(yù)定義的監(jiān)視目標(biāo)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)和切換。設(shè)備通過(guò)IP SLA功能，使用ICMP echo-request數(shù)據(jù)包來(lái)監(jiān)視目標(biāo)。如果沒(méi)有在特定的時(shí)間段內(nèi)收到ICMP echo-reply，設(shè)備就會(huì)認(rèn)為對(duì)方已經(jīng)不可用，于是它會(huì)將相關(guān)的靜態(tài)路由刪除。此時(shí)，原來(lái)配置為低優(yōu)先級(jí)的備用路由會(huì)啟用，用以取代被刪除的路由。

4 實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)

4.1 路由切換功能實(shí)驗(yàn)

使用4臺(tái)3750交換機(jī)，模擬信息和通訊互連的4臺(tái)設(shè)備SW1和SW2模擬7609-1和7609-2，啟用OSPF+靜態(tài)路由SW2和SW3模擬M320和M120，啟用靜態(tài)路由。使用SW2上的Loopback0模擬冀北的DNS-1，使用SW3上的Loopback0模擬冀北的DNS-2。目的是測(cè)試備用靜態(tài)路由功能，測(cè)試IP SLA功能，測(cè)試策略路由功能，測(cè)試“對(duì)象跟蹤”功能。

4.2 雙鏈路故障實(shí)測(cè)檢驗(yàn)

切換前后配置拓?fù)鋱D如圖2所示，切換前2臺(tái)7609作為信息網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備，2臺(tái)7609上各配置1塊FWSM，其中FWSM-1運(yùn)行，F(xiàn)WSM-2未上線，M320作為接口設(shè)備。切換后2條線路物理連接為：7609-1至M320、7609-2至M120，2臺(tái)FWSM完成A/A模式配置，

核心7609-1、7609-2進(jìn)行配置，優(yōu)選M320一路為主鏈路，優(yōu)選7609-1為默認(rèn)路由發(fā)布者，配置M120一路為備鏈路，7609-2為備用默認(rèn)路由發(fā)布者，使用檢測(cè)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)故障檢測(cè)后的線路切換。

5 結(jié)論

本文主要對(duì)一種信息網(wǎng)絡(luò)上聯(lián)雙鏈路方案的設(shè)計(jì)與改進(jìn)，提出了一種可靠性更高的雙鏈路互備切換方案，并對(duì)關(guān)鍵技術(shù)如具有故障切換功能的防火墻負(fù)載均衡模式組網(wǎng)技術(shù)、非對(duì)稱(chēng)路由問(wèn)題解決方式以及備用靜態(tài)路由切換設(shè)計(jì)方法探討分析。最后進(jìn)行了路由切換功能實(shí)驗(yàn)和雙鏈路故障實(shí)測(cè)檢驗(yàn)。實(shí)測(cè)結(jié)果和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明該雙鏈路設(shè)計(jì)方案能夠滿足與冀北上聯(lián)穩(wěn)定、可靠運(yùn)行要求，減少了故障率，保證了關(guān)鍵業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)有效傳輸。該設(shè)計(jì)方案可以廣泛應(yīng)用于信息系統(tǒng)上聯(lián)鏈路改造工作中。

參考文獻(xiàn)

[1]孫瑩，王葵.電力系統(tǒng)自動(dòng)化[M].北京：中國(guó)電力出版社，2004：51-65.

[2]李研.防火墻在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用[J].電子測(cè)試，2013（5）：127-129.

[3]鄭黎輝，王啟東.基于SDH和ADSL雙鏈路冗余的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2009，30（20）：4624-4626.

[4]劉繼君，徐家澍，秦學(xué)東.內(nèi)蒙古電力信息網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)分析[J].內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2009，27 （5）：53-55.

作者簡(jiǎn)介

尹秀艷 （1982-），女，山東省臨沂市人?，F(xiàn)為唐山供電公司工程師，從事運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)和信息通信工作。

田新成 （1982-），男，河北省唐山市人。現(xiàn)為唐山供電公司工程師，從事調(diào)度自動(dòng)化工作。

作者單位

唐山供電公司 河北省唐山市 063000

摘 要 隨著電力企業(yè)信息化的不斷發(fā)展，信息網(wǎng)絡(luò)的可靠性顯得越來(lái)越重要，它承載了地區(qū)信息網(wǎng)絡(luò)的全部生產(chǎn)、管理業(yè)務(wù)。目前，唐山信息網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)與上級(jí)信息系統(tǒng)互聯(lián)為單鏈路、單設(shè)備上聯(lián)，鏈路中任何環(huán)節(jié)發(fā)生故障，就會(huì)影響各類(lèi)運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)，存在較大的安全隱患。本文首先對(duì)雙防火墻組網(wǎng)技術(shù)簡(jiǎn)要介紹，提出并分析了雙鏈路上聯(lián)方案和設(shè)計(jì)原則，重點(diǎn)對(duì)雙上聯(lián)關(guān)鍵技術(shù)探討與應(yīng)用，最后對(duì)雙鏈路設(shè)計(jì)方案實(shí)施效果進(jìn)行有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

【關(guān)鍵詞】信息網(wǎng)絡(luò) 雙鏈路 關(guān)鍵技術(shù)

唐山供電公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)唐供）至冀北電力有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)冀北）的信息網(wǎng)絡(luò)通道，是唐供信息最關(guān)鍵的通道。以往，唐山供電公司與上級(jí)單位冀北電力有限公司采用單鏈路、單設(shè)備上聯(lián)，一旦鏈路或者設(shè)備出現(xiàn)故障，唐供內(nèi)包括5E系統(tǒng)、卡表售電系統(tǒng)等在內(nèi)的所有辦公業(yè)務(wù)將會(huì)停運(yùn)，這嚴(yán)重影響了公司的正常的生產(chǎn)運(yùn)行，給公司帶來(lái)了不利的影響。為避免這種情況的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)雙設(shè)備雙鏈路尤為必要。

1 雙防火墻組網(wǎng)技術(shù)簡(jiǎn)介

要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的高可用性，首先應(yīng)該排除網(wǎng)絡(luò)中的單點(diǎn)故障點(diǎn)，使網(wǎng)絡(luò)在任何一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備失效時(shí)仍能提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。這種方案通常要在核心層配置最少兩臺(tái)交換機(jī)，同樣在防火墻層配置最少兩臺(tái)防火墻。為實(shí)驗(yàn)上述功能要求，防火墻必須應(yīng)用專(zhuān)門(mén)的雙機(jī)容錯(cuò)技術(shù)，一般防火墻都有該功能，成為Failover（故障切換）或者“HA”。這種功能要求防火墻的兩端設(shè)備必須具有交換功能，對(duì)于兩個(gè)相互做Failover的設(shè)備，互為備份的鏈路需要有相同的配置。

2 上聯(lián)雙鏈路方案設(shè)計(jì)概況

2.1 方案背景

唐供至冀北的信息網(wǎng)絡(luò)通道，是唐供信息最關(guān)鍵的通道，承載了唐山地區(qū)信息網(wǎng)絡(luò)的全部生產(chǎn)、管理業(yè)務(wù)。唐供信息并非直連冀北，而是使用了綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)提供的通道。綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)為MPLS-VPN網(wǎng)絡(luò)，由兩臺(tái)路由器作為雙鏈路出口，唐供信息用2臺(tái)核心路由器7609連接到雙鏈路上，2個(gè)內(nèi)置于7609上的防火墻模塊（FWSM）對(duì)唐供信息網(wǎng)絡(luò)和綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)進(jìn)行隔離。示意圖如1所示。

2.2 設(shè)計(jì)原則

（1）使用靜態(tài)路由穿過(guò)網(wǎng)絡(luò)邊界，即：不啟用動(dòng)態(tài)路由學(xué)習(xí)對(duì)方網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)降低對(duì)方設(shè)備配置的復(fù)雜度。（2）雙鏈路具備同時(shí)使用的能力，但從實(shí)用出發(fā)，保障安全穩(wěn)定要優(yōu)先于追求線路利用率。（3）一旦出現(xiàn)非對(duì)稱(chēng)路由，網(wǎng)絡(luò)不受其影響。（4）具備自動(dòng)切換能力，最大限度保證網(wǎng)絡(luò)可用性。

3 關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

3.1 防火墻A/A模式設(shè)計(jì)

考慮到路由模式在邏輯上更獨(dú)立，路由模式下通過(guò)靜態(tài)路由可以選擇：1路為主、1路為備，或兩路同時(shí)使用即一邊一個(gè)包。由于FWSM功能的限制，單防火墻對(duì)雙出口實(shí)現(xiàn)檢測(cè)和切換沒(méi)有經(jīng)過(guò)論證和測(cè)試。設(shè)計(jì)方案選擇了A/A模式，原理為：將一塊單防火墻虛擬為2個(gè)墻，另一塊防火墻同樣對(duì)稱(chēng)虛擬為2個(gè)墻，4個(gè)墻兩兩成對(duì)，每對(duì)運(yùn)行A/S。2對(duì)A/S防火墻分別對(duì)應(yīng)了2條鏈路，同時(shí)2個(gè)Active防火墻可以物理上分開(kāi)在2個(gè)FWSM模塊上，因此具有實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡的能力。

3.2 非對(duì)稱(chēng)路由（ASR）問(wèn)題解決方法

應(yīng)用“ASR group”功能，當(dāng)asr-group的接口收到數(shù)據(jù)包而沒(méi)有會(huì)話信息時(shí)，將在同group中其它的接口檢查，一旦發(fā)現(xiàn)符合，將重寫(xiě)2層包頭并轉(zhuǎn)往相應(yīng)端口。asr-group并不是接收了非對(duì)稱(chēng)路由，而是將非對(duì)稱(chēng)路由的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)給正確的接口。asr-group生效的前提條件為：A/A模式的failover、配置Stateful Failover（狀態(tài)同步）功能，配置replication http功能。

3.3 備用靜態(tài)路由切換設(shè)計(jì)

靜態(tài)路由本身沒(méi)有機(jī)制來(lái)確定路由是否仍然可用，應(yīng)用 “對(duì)象跟蹤”功能（Enhanced Object Tracking），通過(guò)將一個(gè)靜態(tài)路由與一個(gè)預(yù)定義的監(jiān)視目標(biāo)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)和切換。設(shè)備通過(guò)IP SLA功能，使用ICMP echo-request數(shù)據(jù)包來(lái)監(jiān)視目標(biāo)。如果沒(méi)有在特定的時(shí)間段內(nèi)收到ICMP echo-reply，設(shè)備就會(huì)認(rèn)為對(duì)方已經(jīng)不可用，于是它會(huì)將相關(guān)的靜態(tài)路由刪除。此時(shí)，原來(lái)配置為低優(yōu)先級(jí)的備用路由會(huì)啟用，用以取代被刪除的路由。

4 實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)

4.1 路由切換功能實(shí)驗(yàn)

使用4臺(tái)3750交換機(jī)，模擬信息和通訊互連的4臺(tái)設(shè)備SW1和SW2模擬7609-1和7609-2，啟用OSPF+靜態(tài)路由SW2和SW3模擬M320和M120，啟用靜態(tài)路由。使用SW2上的Loopback0模擬冀北的DNS-1，使用SW3上的Loopback0模擬冀北的DNS-2。目的是測(cè)試備用靜態(tài)路由功能，測(cè)試IP SLA功能，測(cè)試策略路由功能，測(cè)試“對(duì)象跟蹤”功能。

4.2 雙鏈路故障實(shí)測(cè)檢驗(yàn)

切換前后配置拓?fù)鋱D如圖2所示，切換前2臺(tái)7609作為信息網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備，2臺(tái)7609上各配置1塊FWSM，其中FWSM-1運(yùn)行，F(xiàn)WSM-2未上線，M320作為接口設(shè)備。切換后2條線路物理連接為：7609-1至M320、7609-2至M120，2臺(tái)FWSM完成A/A模式配置，

核心7609-1、7609-2進(jìn)行配置，優(yōu)選M320一路為主鏈路，優(yōu)選7609-1為默認(rèn)路由發(fā)布者，配置M120一路為備鏈路，7609-2為備用默認(rèn)路由發(fā)布者，使用檢測(cè)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)故障檢測(cè)后的線路切換。

5 結(jié)論

本文主要對(duì)一種信息網(wǎng)絡(luò)上聯(lián)雙鏈路方案的設(shè)計(jì)與改進(jìn)，提出了一種可靠性更高的雙鏈路互備切換方案，并對(duì)關(guān)鍵技術(shù)如具有故障切換功能的防火墻負(fù)載均衡模式組網(wǎng)技術(shù)、非對(duì)稱(chēng)路由問(wèn)題解決方式以及備用靜態(tài)路由切換設(shè)計(jì)方法探討分析。最后進(jìn)行了路由切換功能實(shí)驗(yàn)和雙鏈路故障實(shí)測(cè)檢驗(yàn)。實(shí)測(cè)結(jié)果和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明該雙鏈路設(shè)計(jì)方案能夠滿足與冀北上聯(lián)穩(wěn)定、可靠運(yùn)行要求，減少了故障率，保證了關(guān)鍵業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)有效傳輸。該設(shè)計(jì)方案可以廣泛應(yīng)用于信息系統(tǒng)上聯(lián)鏈路改造工作中。

參考文獻(xiàn)

[1]孫瑩，王葵.電力系統(tǒng)自動(dòng)化[M].北京：中國(guó)電力出版社，2004：51-65.

[2]李研.防火墻在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用[J].電子測(cè)試，2013（5）：127-129.

[3]鄭黎輝，王啟東.基于SDH和ADSL雙鏈路冗余的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2009，30（20）：4624-4626.

[4]劉繼君，徐家澍，秦學(xué)東.內(nèi)蒙古電力信息網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)分析[J].內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2009，27 （5）：53-55.

作者簡(jiǎn)介

尹秀艷 （1982-），女，山東省臨沂市人?，F(xiàn)為唐山供電公司工程師，從事運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)和信息通信工作。

田新成 （1982-），男，河北省唐山市人?，F(xiàn)為唐山供電公司工程師，從事調(diào)度自動(dòng)化工作。

作者單位

唐山供電公司 河北省唐山市 063000

摘 要 隨著電力企業(yè)信息化的不斷發(fā)展，信息網(wǎng)絡(luò)的可靠性顯得越來(lái)越重要，它承載了地區(qū)信息網(wǎng)絡(luò)的全部生產(chǎn)、管理業(yè)務(wù)。目前，唐山信息網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)與上級(jí)信息系統(tǒng)互聯(lián)為單鏈路、單設(shè)備上聯(lián)，鏈路中任何環(huán)節(jié)發(fā)生故障，就會(huì)影響各類(lèi)運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)，存在較大的安全隱患。本文首先對(duì)雙防火墻組網(wǎng)技術(shù)簡(jiǎn)要介紹，提出并分析了雙鏈路上聯(lián)方案和設(shè)計(jì)原則，重點(diǎn)對(duì)雙上聯(lián)關(guān)鍵技術(shù)探討與應(yīng)用，最后對(duì)雙鏈路設(shè)計(jì)方案實(shí)施效果進(jìn)行有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

【關(guān)鍵詞】信息網(wǎng)絡(luò) 雙鏈路 關(guān)鍵技術(shù)

唐山供電公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)唐供）至冀北電力有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)冀北）的信息網(wǎng)絡(luò)通道，是唐供信息最關(guān)鍵的通道。以往，唐山供電公司與上級(jí)單位冀北電力有限公司采用單鏈路、單設(shè)備上聯(lián)，一旦鏈路或者設(shè)備出現(xiàn)故障，唐供內(nèi)包括5E系統(tǒng)、卡表售電系統(tǒng)等在內(nèi)的所有辦公業(yè)務(wù)將會(huì)停運(yùn)，這嚴(yán)重影響了公司的正常的生產(chǎn)運(yùn)行，給公司帶來(lái)了不利的影響。為避免這種情況的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)雙設(shè)備雙鏈路尤為必要。

1 雙防火墻組網(wǎng)技術(shù)簡(jiǎn)介

要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的高可用性，首先應(yīng)該排除網(wǎng)絡(luò)中的單點(diǎn)故障點(diǎn)，使網(wǎng)絡(luò)在任何一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備失效時(shí)仍能提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。這種方案通常要在核心層配置最少兩臺(tái)交換機(jī)，同樣在防火墻層配置最少兩臺(tái)防火墻。為實(shí)驗(yàn)上述功能要求，防火墻必須應(yīng)用專(zhuān)門(mén)的雙機(jī)容錯(cuò)技術(shù)，一般防火墻都有該功能，成為Failover（故障切換）或者“HA”。這種功能要求防火墻的兩端設(shè)備必須具有交換功能，對(duì)于兩個(gè)相互做Failover的設(shè)備，互為備份的鏈路需要有相同的配置。

2 上聯(lián)雙鏈路方案設(shè)計(jì)概況

2.1 方案背景

唐供至冀北的信息網(wǎng)絡(luò)通道，是唐供信息最關(guān)鍵的通道，承載了唐山地區(qū)信息網(wǎng)絡(luò)的全部生產(chǎn)、管理業(yè)務(wù)。唐供信息并非直連冀北，而是使用了綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)提供的通道。綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)為MPLS-VPN網(wǎng)絡(luò)，由兩臺(tái)路由器作為雙鏈路出口，唐供信息用2臺(tái)核心路由器7609連接到雙鏈路上，2個(gè)內(nèi)置于7609上的防火墻模塊（FWSM）對(duì)唐供信息網(wǎng)絡(luò)和綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)進(jìn)行隔離。示意圖如1所示。

2.2 設(shè)計(jì)原則

（1）使用靜態(tài)路由穿過(guò)網(wǎng)絡(luò)邊界，即：不啟用動(dòng)態(tài)路由學(xué)習(xí)對(duì)方網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)降低對(duì)方設(shè)備配置的復(fù)雜度。（2）雙鏈路具備同時(shí)使用的能力，但從實(shí)用出發(fā)，保障安全穩(wěn)定要優(yōu)先于追求線路利用率。（3）一旦出現(xiàn)非對(duì)稱(chēng)路由，網(wǎng)絡(luò)不受其影響。（4）具備自動(dòng)切換能力，最大限度保證網(wǎng)絡(luò)可用性。

3 關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

3.1 防火墻A/A模式設(shè)計(jì)

考慮到路由模式在邏輯上更獨(dú)立，路由模式下通過(guò)靜態(tài)路由可以選擇：1路為主、1路為備，或兩路同時(shí)使用即一邊一個(gè)包。由于FWSM功能的限制，單防火墻對(duì)雙出口實(shí)現(xiàn)檢測(cè)和切換沒(méi)有經(jīng)過(guò)論證和測(cè)試。設(shè)計(jì)方案選擇了A/A模式，原理為：將一塊單防火墻虛擬為2個(gè)墻，另一塊防火墻同樣對(duì)稱(chēng)虛擬為2個(gè)墻，4個(gè)墻兩兩成對(duì)，每對(duì)運(yùn)行A/S。2對(duì)A/S防火墻分別對(duì)應(yīng)了2條鏈路，同時(shí)2個(gè)Active防火墻可以物理上分開(kāi)在2個(gè)FWSM模塊上，因此具有實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡的能力。

3.2 非對(duì)稱(chēng)路由（ASR）問(wèn)題解決方法

應(yīng)用“ASR group”功能，當(dāng)asr-group的接口收到數(shù)據(jù)包而沒(méi)有會(huì)話信息時(shí)，將在同group中其它的接口檢查，一旦發(fā)現(xiàn)符合，將重寫(xiě)2層包頭并轉(zhuǎn)往相應(yīng)端口。asr-group并不是接收了非對(duì)稱(chēng)路由，而是將非對(duì)稱(chēng)路由的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)給正確的接口。asr-group生效的前提條件為：A/A模式的failover、配置Stateful Failover（狀態(tài)同步）功能，配置replication http功能。

3.3 備用靜態(tài)路由切換設(shè)計(jì)

靜態(tài)路由本身沒(méi)有機(jī)制來(lái)確定路由是否仍然可用，應(yīng)用 “對(duì)象跟蹤”功能（Enhanced Object Tracking），通過(guò)將一個(gè)靜態(tài)路由與一個(gè)預(yù)定義的監(jiān)視目標(biāo)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)和切換。設(shè)備通過(guò)IP SLA功能，使用ICMP echo-request數(shù)據(jù)包來(lái)監(jiān)視目標(biāo)。如果沒(méi)有在特定的時(shí)間段內(nèi)收到ICMP echo-reply，設(shè)備就會(huì)認(rèn)為對(duì)方已經(jīng)不可用，于是它會(huì)將相關(guān)的靜態(tài)路由刪除。此時(shí)，原來(lái)配置為低優(yōu)先級(jí)的備用路由會(huì)啟用，用以取代被刪除的路由。

4 實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)

4.1 路由切換功能實(shí)驗(yàn)

使用4臺(tái)3750交換機(jī)，模擬信息和通訊互連的4臺(tái)設(shè)備SW1和SW2模擬7609-1和7609-2，啟用OSPF+靜態(tài)路由SW2和SW3模擬M320和M120，啟用靜態(tài)路由。使用SW2上的Loopback0模擬冀北的DNS-1，使用SW3上的Loopback0模擬冀北的DNS-2。目的是測(cè)試備用靜態(tài)路由功能，測(cè)試IP SLA功能，測(cè)試策略路由功能，測(cè)試“對(duì)象跟蹤”功能。

4.2 雙鏈路故障實(shí)測(cè)檢驗(yàn)

切換前后配置拓?fù)鋱D如圖2所示，切換前2臺(tái)7609作為信息網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備，2臺(tái)7609上各配置1塊FWSM，其中FWSM-1運(yùn)行，F(xiàn)WSM-2未上線，M320作為接口設(shè)備。切換后2條線路物理連接為：7609-1至M320、7609-2至M120，2臺(tái)FWSM完成A/A模式配置，

核心7609-1、7609-2進(jìn)行配置，優(yōu)選M320一路為主鏈路，優(yōu)選7609-1為默認(rèn)路由發(fā)布者，配置M120一路為備鏈路，7609-2為備用默認(rèn)路由發(fā)布者，使用檢測(cè)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)故障檢測(cè)后的線路切換。

5 結(jié)論

本文主要對(duì)一種信息網(wǎng)絡(luò)上聯(lián)雙鏈路方案的設(shè)計(jì)與改進(jìn)，提出了一種可靠性更高的雙鏈路互備切換方案，并對(duì)關(guān)鍵技術(shù)如具有故障切換功能的防火墻負(fù)載均衡模式組網(wǎng)技術(shù)、非對(duì)稱(chēng)路由問(wèn)題解決方式以及備用靜態(tài)路由切換設(shè)計(jì)方法探討分析。最后進(jìn)行了路由切換功能實(shí)驗(yàn)和雙鏈路故障實(shí)測(cè)檢驗(yàn)。實(shí)測(cè)結(jié)果和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明該雙鏈路設(shè)計(jì)方案能夠滿足與冀北上聯(lián)穩(wěn)定、可靠運(yùn)行要求，減少了故障率，保證了關(guān)鍵業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)有效傳輸。該設(shè)計(jì)方案可以廣泛應(yīng)用于信息系統(tǒng)上聯(lián)鏈路改造工作中。

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作者簡(jiǎn)介

尹秀艷 （1982-），女，山東省臨沂市人。現(xiàn)為唐山供電公司工程師，從事運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)和信息通信工作。

田新成 （1982-），男，河北省唐山市人。現(xiàn)為唐山供電公司工程師，從事調(diào)度自動(dòng)化工作。

作者單位

唐山供電公司 河北省唐山市 063000