西藏氣象寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)展探析

黃志誠

摘 要：西藏氣象寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是依托于電信運(yùn)行商建立的西藏氣象部門公共網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。由于近些年來網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和帶寬的增加，網(wǎng)絡(luò)連接和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行常常遇到新的問題，隨之帶來的網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)安全、發(fā)展規(guī)劃等問題更為復(fù)雜。本文介紹了西藏氣象寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、IP地址分配、網(wǎng)絡(luò)路由、網(wǎng)絡(luò)安全、流量控制等方面的情況。

關(guān)鍵詞：寬帶網(wǎng)絡(luò)；拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；路由；網(wǎng)絡(luò)安全

中圖分類號(hào)：P414 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

西藏氣象寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)初建于2008年，是全國氣象寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的重要組成部分，建設(shè)的主要目的是為了滿足氣象部門新的氣象數(shù)據(jù)傳輸需求和全區(qū)氣象部門辦公系統(tǒng)的延展。該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基于電信運(yùn)行商的公共網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行建設(shè)，這是電信運(yùn)營商面向客戶服務(wù)發(fā)展的結(jié)果，也是目前大部分部門專用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)的主要特征。作為新一代的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)安全保障、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)業(yè)務(wù)化都是需要面臨的主要問題。

1 西藏氣象寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè)背景

由于西藏地處于祖國的邊疆地區(qū)，發(fā)展相對(duì)于內(nèi)地較為滯后，在西藏氣象寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)之前，整個(gè)西藏地區(qū)39個(gè)有人觀測(cè)站的常規(guī)觀測(cè)數(shù)據(jù)都通過中國移動(dòng)GPRS傳輸?shù)轿鞑刈灾螀^(qū)氣象局信息中心機(jī)房。由于當(dāng)時(shí)中國移動(dòng)GPRS基站覆蓋面少，加上電力保障不穩(wěn)定等客觀因素，數(shù)據(jù)傳輸常常受到影響，更無法滿足大量的新型氣象觀測(cè)資料傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)需求。

在西藏氣象寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)之前，全國氣象寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在西藏已經(jīng)部署到了省一級(jí)，中國氣象局至西藏自治區(qū)氣象局有3條2Mbps的SDH線路，3條SDH線路在邏輯上捆綁成一條6Mbps的線路。如此情況下，西藏區(qū)內(nèi)各臺(tái)站與區(qū)局的通信線路成為數(shù)據(jù)傳輸瓶頸。因此建設(shè)一套帶寬充足、結(jié)構(gòu)合理、管理靈活、可與全國氣象寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)直接對(duì)接的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)迫在眉睫。

2 西藏自治區(qū)氣象寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和發(fā)展

2.1 初期建設(shè)

全國氣象寬帶網(wǎng)絡(luò)采用星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使用電信運(yùn)營商的SDH線路建立中國氣象局至各省（區(qū)、市）的網(wǎng)絡(luò)連接。西藏氣象寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)最初的建設(shè)基本按照中國氣象局信息中心的規(guī)劃，借鑒了全國氣象寬帶網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)和技術(shù)。西藏自治區(qū)氣象局使用思科4506和思科4503兩臺(tái)核心交換機(jī)配置雙擊熱備后作為全區(qū)氣象數(shù)據(jù)交換轉(zhuǎn)發(fā)核心。在自治區(qū)氣象局信息網(wǎng)絡(luò)中心部署一臺(tái)思科7609路由器，在地市氣象局部署思科2821路由器，在縣氣象局部署思科2801路由器，以自治區(qū)氣象局信息網(wǎng)絡(luò)中心為中心節(jié)點(diǎn)，以7個(gè)地市氣象局為子節(jié)點(diǎn)、以32個(gè)縣氣象局為葉子節(jié)點(diǎn)，西藏自治區(qū)氣象局至7個(gè)地市氣象局、7個(gè)地市氣象局至32個(gè)縣氣象局之間均使用電信運(yùn)營商2M SDH線路連接，形成一個(gè)覆蓋全區(qū)氣象部門的樹型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)拓?fù)?。路由器接口互?lián)IP地址、設(shè)備管理IP地址、路由協(xié)議配置、節(jié)點(diǎn)局域網(wǎng)IP地址分配嚴(yán)格按照《全國氣象部門網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)IP地址規(guī)劃》進(jìn)行分配和設(shè)定。所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)路由器基本上都使用靜態(tài)路由的方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。后來由于氣象資料數(shù)據(jù)量的增長及其他氣象業(yè)務(wù)陸續(xù)投入使用的原因，將區(qū)局至地市局的網(wǎng)絡(luò)帶寬由2M提升到了6M。

2.2 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)整

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備更新?lián)Q代，現(xiàn)有的基于電信2M SDH線路架構(gòu)的西藏氣象寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足日益增長的氣象數(shù)據(jù)傳輸和各類氣象應(yīng)用系統(tǒng)使用對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求。采用更為先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、通信傳輸技術(shù)和提升網(wǎng)絡(luò)帶寬逐漸提上日程。自2015年起，西藏自治區(qū)氣象局開始對(duì)西藏氣象寬帶網(wǎng)絡(luò)開始進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)升級(jí)改造。首先更換了原來兩臺(tái)思科45系列核心交換機(jī)，采用了兩臺(tái)華為S12708三層交換機(jī)，做了CSS集群，將兩臺(tái)設(shè)備虛擬成一臺(tái)設(shè)備，增加了設(shè)備的冗余性，提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。其次更換了已經(jīng)老舊的單機(jī)運(yùn)行的思科7609路由器，更換成兩臺(tái)性能更高的華為NE16EX路由器，兩臺(tái)路由器互為備份，解決了以前思科路由器單機(jī)運(yùn)行且只有降級(jí)冷備的問題。最后逐步將地市氣象局和縣氣象局原有的思科2821路由器和思科2801路由器全部換成了思科3560三層交換機(jī)，在區(qū)氣象局至地市氣象局之間增加了一臺(tái)思科3560交換機(jī)作為地市氣象局的網(wǎng)絡(luò)匯聚，同時(shí)將原有的SDH線路全部更換為MSTP線路。將原路由器上的所有靜態(tài)路由全部更換為非常成熟并且是開放標(biāo)準(zhǔn)的OSPF協(xié)議，骨干層、匯聚層、地市局、縣局全部采用OSPF動(dòng)態(tài)路由協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)帶寬方面，區(qū)局至地市局網(wǎng)絡(luò)帶寬由6M提升至16M，地市局至縣局的網(wǎng)絡(luò)帶寬由2M提升至6M，將所有三層網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的管理IP地址全部劃到一個(gè)網(wǎng)段中以便于網(wǎng)絡(luò)管理和監(jiān)控。優(yōu)化調(diào)整后，氣象寬帶網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)傳輸及時(shí)率得到提高。

2.3 基于Internet的VPN備份線路建設(shè)

由于西藏地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，加上城市化發(fā)展帶來的大量市政施工，常常會(huì)出現(xiàn)運(yùn)營商通信光纜因滑坡而中斷，或者是被市政施工挖斷，造成氣象寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中斷，氣象寬帶網(wǎng)絡(luò)是西藏全區(qū)氣象部門唯一傳輸通信線路，網(wǎng)絡(luò)的中斷常常影響氣象數(shù)據(jù)的傳輸，因此，西藏氣象部門迫切需要另外建設(shè)一套全區(qū)氣象寬帶網(wǎng)絡(luò)的備份線路。

為此，自2015年起，在對(duì)全區(qū)氣象寬帶網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級(jí)改造的同時(shí)，在各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上安裝部署了VPN設(shè)備，建設(shè)成一套全區(qū)39個(gè)子節(jié)點(diǎn)的基于Internet的VPN備份線路。當(dāng)氣象寬帶網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，將自動(dòng)切換到VPN備份線路，保障資料傳輸、視頻會(huì)商等氣象業(yè)務(wù)；當(dāng)氣象寬帶網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)，通信鏈路也將切換為專線。此項(xiàng)工作極大地提高了氣象資料傳輸通道的及時(shí)性和穩(wěn)定性。

3 網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)和流量控制

3.1 網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)正逐步改變著人們的工作方式和生活方式，成為當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的一個(gè)主題。與此同時(shí)網(wǎng)絡(luò)安全問題變得越來越重要。當(dāng)前，西藏自治區(qū)正處于全面建成小康社會(huì)的重要?dú)v史時(shí)期，氣象數(shù)據(jù)和氣象服務(wù)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展全局中的地位越來越重要，越來越突出，要求越來越高。保障西藏氣象寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全已經(jīng)擺在了極其重要的位置。為此西藏自治區(qū)氣象局購置了兩臺(tái)防火墻設(shè)備，部署在氣象寬帶網(wǎng)絡(luò)區(qū)局至地市局線路之間，嚴(yán)格做好訪問控制、訪問記錄、用戶認(rèn)證、阻斷策略等安全配置，努力將網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)將至最低。

3.2 流量控制

隨著氣象信息化的快速發(fā)展，基于網(wǎng)絡(luò)的各類氣象應(yīng)用越來越多，越來越復(fù)雜，種類繁多的應(yīng)用消耗著越來越多的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源。為了保障各類氣象應(yīng)用合理的使用氣象寬帶網(wǎng)絡(luò)資源，西藏自治區(qū)氣象局在氣象寬帶網(wǎng)絡(luò)中安裝部署了流量控制設(shè)備，按照各類氣象業(yè)務(wù)應(yīng)用的優(yōu)先級(jí)劃分網(wǎng)絡(luò)帶寬資源。

結(jié)語

雖然西藏氣象部門加快推進(jìn)氣象信息化，不斷提高氣象網(wǎng)絡(luò)支撐能力，但是西藏氣象部門氣象網(wǎng)絡(luò)支撐能力與內(nèi)地氣象部門相比之下，還有很多不足之處。為了滿足氣象服務(wù)所需要的資料傳輸、精細(xì)化預(yù)報(bào)服務(wù)、高清視頻會(huì)商、管理信息傳輸?shù)刃枨螅鞑貧庀髮拵ЬW(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)仍然需要不斷的發(fā)展，不斷提升網(wǎng)絡(luò)支撐能力。

參考文獻(xiàn)

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