市級氣象信息化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計

摘 要：【目的】隨著氣象觀測自動化和業(yè)務(wù)信息化的逐步推進(jìn)，監(jiān)測和傳輸?shù)臍庀髷?shù)據(jù)呈幾何倍數(shù)增長，對網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)的承載能力提出了更高的要求，因此需要構(gòu)建一個穩(wěn)定、可靠、安全的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)?！痉椒ā拷Y(jié)合氣象高質(zhì)量發(fā)展的信息化要求和聊城市氣象局的實(shí)際業(yè)務(wù)需求，在系統(tǒng)建設(shè)方面，通過線路冗余、堆疊技術(shù)、鏈路聚合等措施保證線路傳輸?shù)姆€(wěn)定性。在后期運(yùn)維方面，通過動環(huán)系統(tǒng)和eSight納管實(shí)現(xiàn)機(jī)房物理環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備狀態(tài)、線路通斷情況的實(shí)時監(jiān)控?！窘Y(jié)果】運(yùn)用線路冗余、核心交換機(jī)堆疊措施，避免了線路故障、單點(diǎn)故障對業(yè)務(wù)運(yùn)行的影響；鏈路聚合技術(shù)提高了骨干鏈路的帶寬和可靠性，有效保證了業(yè)務(wù)正常運(yùn)行；動環(huán)系統(tǒng)和esight納管實(shí)時監(jiān)控機(jī)房環(huán)境、設(shè)備及線路狀態(tài)，便于運(yùn)維人員收到報警后快速定位排查，提高故障處理效率?！窘Y(jié)論】基于業(yè)務(wù)的實(shí)際需求，完成了聊城市氣象局網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在建設(shè)和運(yùn)維兩個方面的部署，確保了氣象業(yè)務(wù)7×24 h的穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：氣象信息化；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維

中圖分類號：TN915.02 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1003-5168（2024）18-0014-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.18.003

Design of Municipal Meteorological Information Network System

YU Chuanyang LI Nan LI Xueyuan LIU Xuechuan

（Liaocheng Meteorological Bureau， Liaocheng 252000， China）

Abstract：[Purposes] With the gradual advancement of meteorological observation automation and business informatization， the monitoring and transmission of meteorological data has increased geometrically， which puts forward higher requirements for the carrying capacity of the network transmission system， so it is necessary to build a stable， reliable and safe network system. [Methods] Combined with the informatization requirements of high-quality meteorological development and the actual business needs of Liaocheng Meteorological Bureau， in terms of system construction， the stability of line transmission is ensured through measures such as line redundancy， stacking technology and link aggregation， and in the later operation and maintenance， real-time monitoring of the physical environment， network equipment status， and line on/off of the computer room is realized through the dynamic environment monitoring system and eSight management. [Findings] Line redundancy and core switch stacking measures are used to avoid the impact of line faults and single points of failure on service operation， and link aggregation technology improves the bandwidth and reliability of backbone links， effectively ensuring the normal operation of services. The dynamic environment monitoring system and eSight can realize the real-time monitoring of the environment， equipment， and line status of the data center， which is convenient for operation and maintenance（O&M） personnel to quickly locate and troubleshoot after receiving alarms， and improve fault handling efficiency. [Conclusions] Based on the actual needs of the business， the deployment of the network system of Liaocheng Meteorological Bureau in construction and O&M was completed to ensure the stable operation of meteorological services 7 × 24 h.

Keywords： meteorological informatization; network system; network O&M

0 引言

隨著信息技術(shù)水平的提高，氣象事業(yè)逐步向觀測自動化和業(yè)務(wù)信息化發(fā)展。觀測參數(shù)更加豐富，觀測頻次較人工觀測倍增［1］，業(yè)務(wù)傳輸更加頻繁，監(jiān)測精密帶來的海量數(shù)據(jù)資源對于網(wǎng)絡(luò)承載能力提出了更高的要求。

2022年，國務(wù)院印發(fā)《氣象高質(zhì)量發(fā)展綱要》［2］，明確提出打造氣象信息支撐系統(tǒng)，研究建設(shè)固移融合、高速泛在的氣象通信網(wǎng)絡(luò)。同年，山東省氣象局提出《山東省氣象信息化發(fā)展規(guī)劃》，在信息網(wǎng)絡(luò)部分部署了提高通信網(wǎng)絡(luò)傳輸能力和提升網(wǎng)絡(luò)安全保障能力等重點(diǎn)任務(wù)。

本研究在聊城市氣象局近期完成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)綜合布線改造及業(yè)務(wù)升級后，對聊城市氣象信息化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè)與部署進(jìn)行總結(jié)和梳理。

1 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)

網(wǎng)絡(luò)的可靠性直接影響氣象部門的服務(wù)質(zhì)量和效率［3-4］，聊城市氣象局對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)具有以下實(shí)際需求：[①]承載能力強(qiáng)，滿足大量監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸。[②]穩(wěn)定可靠，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)順利傳輸。[③]滿足安全需求，保證氣象數(shù)據(jù)安全傳輸。[④]后續(xù)易于維護(hù)管理，便于后期發(fā)生排障時能夠短時間修復(fù)。[⑤]具有一定的升級拓展能力，便于系統(tǒng)的升級、擴(kuò)充。

1.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

聊城市氣象局作為省—市—縣數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹虚g節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的線路拓?fù)淙鐖D1所示。由氣象內(nèi)網(wǎng)專線、電子政務(wù)內(nèi)網(wǎng)、電子政務(wù)外網(wǎng)這三部分線路組成，其中氣象內(nèi)網(wǎng)與省、縣氣象局互聯(lián)互通，承載著數(shù)據(jù)傳輸及業(yè)務(wù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)流量。

為了提高網(wǎng)絡(luò)線路的穩(wěn)定性，省—市—縣氣象內(nèi)網(wǎng)設(shè)備之間添加冗余線路，目前，省—市建成雙運(yùn)營商互為備份的三條線路承載架構(gòu)，聯(lián)通20 Mbps MSTP線路、聯(lián)通200 Mbps UTN及電信100 Mbps MSTP線路，總帶寬320 M；市—縣建立雙運(yùn)營商自動切換的兩條傳輸線路，移動100 Mbps MSTP線路和聯(lián)通100 Mbps MSTP線路，總帶寬200 M。確保省—市—縣氣象部門之間穩(wěn)定的業(yè)務(wù)傳輸。

1.2 堆疊技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)最擔(dān)心的便是單點(diǎn)故障，尤其是具有分發(fā)任務(wù)的主節(jié)點(diǎn)，往往會導(dǎo)致高可靠性系統(tǒng)形成整體故障。堆疊是目前廣泛應(yīng)用的橫向虛擬化技術(shù)，能夠提升可靠性［5］，擴(kuò)展端口數(shù)量，增大帶寬［6］。

為了提高網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和單節(jié)點(diǎn)設(shè)備的可靠性，聊城市氣象局核心交換機(jī)額外添加備份設(shè)備，將兩臺華為S7706交換機(jī)進(jìn)行堆疊，如圖2所示。通過冗余的方式增加網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的高可用性，當(dāng)一臺交換機(jī)故障時，另外一臺交換機(jī)自動接管故障設(shè)備上的所有業(yè)務(wù)，做到業(yè)務(wù)的無損切換，提升鏈路可靠性及鏈路帶寬。當(dāng)故障處理后，流量會自動切換到正常的鏈路。

1.3 鏈路聚合

為提高骨干鏈路的帶寬和可靠性，滿足日益增長的業(yè)務(wù)需求，在不進(jìn)行硬件設(shè)備升級的條件下，將多條以太網(wǎng)物理鏈路進(jìn)行以太網(wǎng)鏈路聚合捆綁在一起，形成邏輯鏈路。當(dāng)某條鏈路出現(xiàn)故障時，流量可以切換到其他可用的成員鏈路上，且各成員鏈路可相互備份。在一個鏈路聚合組內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)在各成員活動鏈路上的負(fù)載分擔(dān)，從而實(shí)現(xiàn)增加鏈路帶寬、提高可靠性、負(fù)載分擔(dān)的效果。以太網(wǎng)鏈路聚合原理如圖3所示。

在兩側(cè)交換機(jī)上分別創(chuàng)建Eth-Trunk聚合組并加入成員接口，通過Interface eth-trunk 1命令創(chuàng)建ID為1的Eth-Trunk聚合接口，trunkport gigabitethernet 0/0/1 to 0/0/4，將GE0/0/1至GE0/0/4四個成員接口加入Eth-Trunk1聚合接口中。配置Port link-type trunk、port trunk allow-pass vlan 100 200和load-balance src-dst-mac命令允許vlan100和vlan200通過并基于源MAC地址與目的MAC地址進(jìn)行負(fù)載分擔(dān)。在任意視圖下運(yùn)行display eth-trunk 1命令，檢查Eth-Trunk 1聚合組是否創(chuàng)建成功、是否正確加入成員接口及接口狀態(tài)是否Up。

2 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)維

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)建完成并投入使用后，隨著后期業(yè)務(wù)的發(fā)展和實(shí)際需求的增加，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和鏈路數(shù)量會逐步增多，促使網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)環(huán)境更加復(fù)雜，給后續(xù)運(yùn)維人員增加許多的麻煩和困難［7］。如何在這個復(fù)雜系統(tǒng)中做到全面、準(zhǔn)確、快速地了解業(yè)務(wù)機(jī)房運(yùn)行情況，及時、有效地排查網(wǎng)絡(luò)故障，也是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)亟須解決的問題［8］。

2.1 動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)

動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)是對機(jī)房的環(huán)境及動力環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控的一套軟硬件設(shè)施?？梢詫?shí)現(xiàn)設(shè)備正常運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、異常運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測、在線智能故障診斷等功能。

聊城市氣象局采用安之源AZY-DCMS動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，如圖4所示。通過對市局業(yè)務(wù)機(jī)房運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行UPS電池組監(jiān)測、空調(diào)監(jiān)測、配電監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)機(jī)房設(shè)備運(yùn)行管理全方位的實(shí)時監(jiān)控，極大提高設(shè)備運(yùn)行維護(hù)水平。

2.2 eSight實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)

簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（Simple Network Management Protocol，SNMP）是廣泛應(yīng)用于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，具有普遍適用性。eSight V300R010C00SPC500軟件是華為公司基于SNMP協(xié)議推出的一體化融合運(yùn)維管理平臺，可以用來監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行情況及線路通斷情況。

為進(jìn)一步完善網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維，達(dá)到快速定位故障根源，提高處理效率的目的［9］。聊城市氣象局搭建一臺專用服務(wù)器，運(yùn)行eSight軟件來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和線路的實(shí)時監(jiān)控。在需要管理的設(shè)備上配置snmp-agent、snmp-agent sys-info version v2c命令使能SNMP Agent和配置設(shè)備SNMP版本為SNMPv2，為了保證eSight能正常納管設(shè)備，MIB視圖需要包含iso節(jié)點(diǎn)，iso-view 為設(shè)置的MIB視圖名稱，并配置snmp-agent mib-view included iso-view iso命令。通過snmp-agent community read Huawei@345 mib-view iso-view和snmp-agent community write Huawei@345 mib-view iso-view兩條命令配置Huawei@345為讀寫團(tuán)體字，與圖5 eSight設(shè)備增加操作過程中的讀寫團(tuán)體字保持一致。

通過SNMPv2讀寫團(tuán)體字的方式對設(shè)備進(jìn)行納管后，Esight實(shí)時監(jiān)控效果如圖6所示?？筛鶕?jù)顏色狀態(tài)判斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，管理員可在收到告警后直接對故障源進(jìn)行定位排查，極大提高了故障處理效率。

3 結(jié)語

氣象信息化是氣象事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的支撐和保障，根據(jù)氣象高質(zhì)量發(fā)展信息化要求和聊城市氣象局實(shí)際的業(yè)務(wù)需求，聊城市氣象局通過線路冗余、堆疊技術(shù)和鏈路聚合等措施保證線路傳輸?shù)姆€(wěn)定性，通過動環(huán)系統(tǒng)和eSight納管實(shí)現(xiàn)機(jī)房物理環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備狀態(tài)、線路通斷情況的實(shí)時監(jiān)控。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在建設(shè)和運(yùn)維兩個方面的部署確保了氣象業(yè)務(wù)7×24 h的穩(wěn)定運(yùn)行，期望能夠緊跟當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展形勢，為氣象事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展保駕護(hù)航。

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