基于參數(shù)規(guī)范化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)論文范文

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1交換機(jī)基本數(shù)據(jù)配置策略

1.1各節(jié)點(diǎn)交換機(jī)的命名

為便于交換機(jī)數(shù)據(jù)配置和后期維護(hù)，應(yīng)根據(jù)站點(diǎn)、間隔、安裝屏柜，功能應(yīng)用等設(shè)置交換機(jī)的名稱。如220kV林海變GOOSE中心A網(wǎng)交換機(jī)。

1.2交換機(jī)管理VLAN及管理地址的規(guī)劃

智能化變電站的二層交換機(jī)均具備管理地址配置功能，合理規(guī)劃管理段的IP地址將給后續(xù)運(yùn)行維護(hù)帶來便利。由于二層交換機(jī)的管理IP與VLAN關(guān)聯(lián)，需要選擇一個(gè)VLAN作為管理地址VLAN，建議劃分一個(gè)C類網(wǎng)段作為交換機(jī)管理地址段，并可與節(jié)點(diǎn)名稱形成一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。對(duì)于星型網(wǎng)絡(luò)，建議按網(wǎng)絡(luò)層次分配設(shè)備管理地址，如中心節(jié)點(diǎn)分配較小的IP地址，非中心節(jié)點(diǎn)可根據(jù)對(duì)應(yīng)中心節(jié)點(diǎn)的端口順序依次分配IP地址。對(duì)于環(huán)型網(wǎng)絡(luò)，可規(guī)劃中心交換機(jī)為始發(fā)點(diǎn)，以較小端口連接設(shè)備開始分配IP地址。

1.3交換機(jī)時(shí)間同步的設(shè)置

對(duì)于交換機(jī)本身而言，時(shí)間戳對(duì)網(wǎng)絡(luò)故障判斷、安全事故調(diào)查意義重大，對(duì)此有幾種設(shè)置方式:無時(shí)間服務(wù)器的情形，需手動(dòng)調(diào)整交換機(jī)的系統(tǒng)時(shí)間和時(shí)區(qū);通過SNTP同步時(shí)間，需配置NTP服務(wù)器地址，并保證路由可達(dá)。

1.4交換機(jī)的端口分配策略

1)交換機(jī)級(jí)聯(lián)端口的分配

對(duì)于星型網(wǎng)絡(luò)，中心節(jié)點(diǎn)與其它節(jié)點(diǎn)的級(jí)聯(lián)端口分配順序建議與其它節(jié)點(diǎn)的編號(hào)順序相對(duì)應(yīng)，便于識(shí)別。對(duì)于端口模塊化的中心節(jié)點(diǎn)設(shè)備，如果端口資源充足，建議每個(gè)模塊僅接入一個(gè)節(jié)點(diǎn)，以降低單個(gè)端口模塊故障的影響范圍。而對(duì)于接入節(jié)點(diǎn)，建議分配相同編號(hào)的端口。對(duì)于環(huán)型網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)交換機(jī)需分配2個(gè)級(jí)聯(lián)口，建議采用高帶寬的光纖端口互聯(lián)，為提升可靠性，建議將2個(gè)級(jí)聯(lián)端口分配在2個(gè)端口模塊上，且整個(gè)環(huán)網(wǎng)的互聯(lián)關(guān)系有規(guī)律，如順次采用前一節(jié)點(diǎn)的1號(hào)端口連接下一節(jié)點(diǎn)的2號(hào)端口。

2)交換機(jī)連接各種裝置的端口分配

連接各裝置的端口可根據(jù)實(shí)際情況分配，但建議相同類型功能的裝置連接在同一編號(hào)的端口，便于數(shù)據(jù)配置時(shí)提高效率和避免錯(cuò)誤。

1.5VLAN劃分及配置策略

VLAN的規(guī)劃和配置是二層交換機(jī)的核心配置部分。根據(jù)業(yè)務(wù)類型確定VLAN的劃分和VLAN間的通信策略至關(guān)重要:對(duì)于IEC61850－9－2組網(wǎng)模式，要求對(duì)采樣的劃分非常精確，控制裝置的報(bào)文范圍一般可按間隔或者按母差的一個(gè)板卡來劃分，同時(shí)應(yīng)盡量避免采樣數(shù)據(jù)流量通過級(jí)聯(lián)口;對(duì)于GOOSE組網(wǎng)模式可根據(jù)各站點(diǎn)的電壓等級(jí)、業(yè)務(wù)分類進(jìn)行合理規(guī)劃，不同電壓等級(jí)宜對(duì)應(yīng)不同的VLAN范圍，對(duì)于同一電壓等級(jí)內(nèi)的二層設(shè)備可根據(jù)功能、間隔、母線等實(shí)際情況結(jié)合通信需求劃分不同VLAN，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的隔離或互通，不同間隔只能收到母差跳閘等公共信號(hào)，不收其它間隔信號(hào)，特別情況如相鄰線閉鎖除外。根據(jù)端口連接設(shè)備/裝置的數(shù)據(jù)規(guī)劃和VLAN能力確定端口的VLAN屬性:對(duì)于交換機(jī)級(jí)聯(lián)口配置成trunk，并通過forbidden控制VLAN轉(zhuǎn)發(fā)端口;對(duì)于連接裝置的端口，如裝置不具備VLAN配置能力，則交換機(jī)相應(yīng)端口配置為edge/untagged，如裝置具備VLAN配置和處理能力，則可將交換機(jī)端口配置為trunk/tagged;所有VLAN都需要的端口設(shè)置trunk(如錄波器、網(wǎng)絡(luò)記錄分析儀，公用測(cè)控)。另外，A/B網(wǎng)對(duì)稱規(guī)劃設(shè)計(jì)，A網(wǎng)的VLAN和PVID，均宜小于B網(wǎng)。

2交換機(jī)主要配置實(shí)施及檢測(cè)

2.1VLAN配置檢測(cè)

當(dāng)交換機(jī)所有VLAN劃分完成，裝置組網(wǎng)開機(jī)后，用調(diào)試軟件登錄交換機(jī)參看實(shí)際配置;同時(shí)也可在裝置和站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)分析記錄儀上查看是否有GOOSE，SMV斷鏈;對(duì)同一VLAN內(nèi)通信異常端口，可在相關(guān)交換機(jī)端口上外接調(diào)試筆記本，并采用Ping命令，來測(cè)試相關(guān)交換機(jī)端口互通狀況;對(duì)于跨交換機(jī)VLAN內(nèi)出現(xiàn)通信異常時(shí)，則采取逐級(jí)回查的辦法，從接受側(cè)裝置開始，通過網(wǎng)絡(luò)包分析軟件捕捉網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的辦法，逐級(jí)逐臺(tái)交換機(jī)往源頭查，直到發(fā)送側(cè)裝置。

2.2端口廣播風(fēng)暴抑制配置實(shí)施

1)廣播風(fēng)暴概念

由于網(wǎng)絡(luò)環(huán)路、網(wǎng)卡故障及病毒木馬等原因，致使交換機(jī)端口接收到大量的廣播包，進(jìn)而引發(fā)廣播風(fēng)暴(即指過多的廣播包消耗了大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬，導(dǎo)致正常的數(shù)據(jù)包無法正常地在網(wǎng)絡(luò)中傳送)，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓或數(shù)據(jù)包超時(shí)。借助于對(duì)端口的廣播風(fēng)暴控制手段，可以有效地避免硬件損壞或鏈路故障導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)癱瘓。目前，交換機(jī)廣播風(fēng)暴抑制通常有阻塞端口的帶寬上限值、端口的帶寬下限值及端口啟用的傳輸速率下限值等方式。

2)廣播風(fēng)暴抑制配置及檢測(cè)

配置:對(duì)過程層采樣網(wǎng)(SMV)、GOOSE網(wǎng)及站控層MMS網(wǎng)內(nèi)交換機(jī)可進(jìn)行端口速率限制(入口速率限制、出口速率限制等)，以防范網(wǎng)絡(luò)廣播風(fēng)暴，但交換機(jī)端口限速閾值與正常的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量須恰當(dāng)配合，以免誤過濾正常數(shù)據(jù)，造成相關(guān)信息丟失和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性下降。在指定端口啟用傳輸速率下限值時(shí)，該值應(yīng)當(dāng)小于或等于下限值。當(dāng)廣播、多播或單播傳輸?shù)陀诿棵肴舾杀忍?bps)時(shí)，端口將恢復(fù)正常傳輸。通常，該取值范圍為0.0～10000000bps。檢測(cè):根據(jù)交換機(jī)端口速率限制閾值大小，可用專用測(cè)試儀(或網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包模擬軟件)來模擬多個(gè)間隔SV和GOOSE發(fā)生相應(yīng)流量網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)量應(yīng)滿足端口所設(shè)置的閾值要求)，以檢測(cè)交換機(jī)端口廣播風(fēng)暴抑制配置功能是否正常。

2.3端口鏡像配置實(shí)施

端口鏡像功能將交換機(jī)上1個(gè)或多個(gè)端口(被鏡像端口)的數(shù)據(jù)復(fù)制到1個(gè)指定的目的端口(監(jiān)控端口)上，然后將鏡像目的端口與網(wǎng)絡(luò)分析記錄儀(或網(wǎng)絡(luò)管理軟件)相連，以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)流量分析和故障排除。端口鏡像分為本地端口鏡像和遠(yuǎn)程端口鏡像2種鏡像方式。

2.4生成樹協(xié)議及鏈路保護(hù)檢測(cè)

1)生成樹協(xié)議概念生成樹協(xié)議，利用STP算法(生成樹算法)，在存在交換環(huán)路的網(wǎng)絡(luò)中生成1個(gè)無環(huán)的樹形網(wǎng)絡(luò)。運(yùn)用該算法將交換網(wǎng)絡(luò)冗余的備份鏈路邏輯上斷開，當(dāng)主要鏈路出現(xiàn)故障時(shí)，能夠自動(dòng)切換到備份鏈路，保證數(shù)據(jù)的正常轉(zhuǎn)發(fā)。目前，常采用生成樹協(xié)議(STP)或快速生成樹協(xié)議(RSTP)，來避免形成環(huán)路、引發(fā)廣播風(fēng)暴。

2)生成樹協(xié)議配置策略及檢測(cè)方法

配置:在過程層網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)橋ID最小的交換機(jī)將被選舉為根交換機(jī)，而網(wǎng)橋ID由優(yōu)先級(jí)和MAC地址組成，一般通過調(diào)整交換機(jī)的優(yōu)先級(jí)來保證中心交換機(jī)的網(wǎng)橋ID最小;給每臺(tái)交換機(jī)選舉1個(gè)根端口(根交換機(jī)除外)，開銷(Cost)最小的端口就是根端口;每個(gè)網(wǎng)段中選舉1個(gè)指定端口，同一網(wǎng)段中離根交換機(jī)開銷最小(cost值最小)的端口就是指定端口;將所有既不是根端口也不是指定端口的端口設(shè)置阻塞狀態(tài)，其余端口則經(jīng)由學(xué)習(xí)狀態(tài)進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。檢測(cè):模擬多臺(tái)交換機(jī)間環(huán)接、2臺(tái)交換機(jī)間多條鏈路環(huán)接及單臺(tái)交換機(jī)上多個(gè)端口環(huán)接3種環(huán)境，對(duì)生成樹協(xié)議配置策略進(jìn)行測(cè)試。通過監(jiān)測(cè)相應(yīng)交換機(jī)端口流量變化情況，并查看交換機(jī)設(shè)備日志，來判斷生成樹配置策略的有效性。

3結(jié)束語

目前，在智能變電站網(wǎng)絡(luò)總體規(guī)劃、設(shè)計(jì)方面已開展不少初期應(yīng)用工a作，部分網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置隨意性較強(qiáng)，對(duì)后期維護(hù)便捷性考慮欠少，交換機(jī)安全防護(hù)功能利用率低，網(wǎng)絡(luò)配置及測(cè)試的規(guī)范性有待加強(qiáng)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可能的安全隱患難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)與整治。文中從網(wǎng)絡(luò)性能(安全性、實(shí)時(shí)性、可靠性、健壯性等)因素和后續(xù)運(yùn)維便捷化等方面出發(fā)，對(duì)如何合理規(guī)范工程實(shí)施進(jìn)行探討，并在交換機(jī)命名、IP地址和端口規(guī)劃、VLAN劃分、端口鏡像、廣播風(fēng)暴抑制和生成樹協(xié)議等項(xiàng)目的配置策略及檢測(cè)方法上總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，上述經(jīng)驗(yàn)對(duì)提高整體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能將起到積極作用。

作者：劉正誼梁運(yùn)華彭聰周定宇單位：國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司長(zhǎng)沙供電分公司國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司檢修公司