上海電力綜合數據網業務遷移思路

摘 要：文章介紹了上海市電力公司新建設的綜合數據網的概況，并闡明了數據通信業務從傳統的IP數據網向新建的MPLS/VPN數據網過渡的遷移思路。

關鍵詞：電力；MPLS/VPN；研究分析

1 概述

隨著“十二五”期間上海市電力公司的快速發展，生產建設規模不斷擴大，生產任務日益繁重，從而對管理水平的要求不斷提升，使得管理系統數據量大幅度增長，高水平的管理模式也將加速視頻、圖像等高質量數據業務的應用。另一方面，個人多媒體可視電話、高清會議電視等新型高標準數據業務的引入也將有利于高效率管理機制的運行。數據通信業務將成為電力系統通信傳輸網中的重要組成部分。

2 概念

2.1 P、PE、CE路由器

MPLS/VPN綜合數據網中有三種類型的路由器，CE路由器、PE路由器和P路由器。其中，CE路由器是客戶端路由器，為用戶提供到PE路由器的連接；PE路由器是邊緣路由器，它根據存放的路由信息將來自CE路由器的VPN數據處理后進行轉發，同時負責和其他PE路由器交換路由信息；P路由器是網絡主干路由器，它對VPN數據進行透明轉發，P路由器只維護到PE路由器的路由信息而不維護VPN相關的路由信息。

圖1 MPLS虛擬專用網示意圖

2.2 MPLS/VPN

MPLS（Multiprotocol Label Switch，多協議標簽交換）無縫地集成了IP路由技術的靈活性和2層交換的簡捷性，在面向無連接的IP網絡中增加了MPLS這種面向連接的屬性。通過采用MPLS建立“虛連接”的方法，為IP網增加了一些管理和運營的手段。

虛擬專用網絡（Virtual Private Network，簡稱VPN）指的是在公用網絡上建立專用網絡的技術。VPN網絡的任意兩個節點之間的連接架構在公用網絡服務商所提供的Internet之上，用戶數據在邏輯鏈路中傳輸。

MPLS/VPN是一種基于MPLS技術的IP-VPN。

3 數據網現狀和面臨的問題

3.1 IP數據網現狀

上海市電力公司現有綜合數據網初建于2003年，目前，上海電力以思科傳輸設備（思科15454系列MSTP）為傳輸平臺，內嵌三層路由板，構成了公司的綜合數據網，主要承擔生產管理系統、企業資源計劃（ERP）及各類WEB、郵件等應用。

上海電力綜合數據網核心節點承載傳輸速率為10Gbps的信號，由8個站點構成；匯聚節點承載傳輸速率為2.5Gbps的信號，形成3個2.5Gbps環網，由45個站點構成，為上海電網提供傳統電路業務和IP數據業務。

3.2 IP數據網面臨的問題

傳統語音業務，如調度電話、行政電話等隨著電網自動化水平的提高以及變電所無人職守的發展方向，這類業務的需求將呈下降趨勢；而分組轉發的數據業務，如數字自動化系統、各類MIS系統、Internet/Intranet應用以及視頻業務（主要包括視頻監控、會議電視和可視電話）等將對帶寬有爆發性的增長。

目前，在運行的思科15454系列傳輸設備構成的公司的綜合數據網有以下不足：

（1）路由功能相對較弱，不能提供完全滿足公司需求的單一網絡上多個IP業務的有效隔離的功能，在網運行業務僅為信息內網業務。

（2）由設備內嵌路由板實現路由交換功能，將傳輸與數據交換合一。這種配置目前無法應對數據業務的快速增長。

（3）網絡層次不明顯及可靠性不高。目前由思科傳輸設備構建的數據通信骨干網的路由拓撲只能遵循傳輸網的環狀拓撲，只能提供“N-1”的保護。

4 新建成MPLS/VPN的綜合數據網概況

4.1 總體結構

上海市電力公司于2012年投資建設完成綜合數據網核心層和匯聚層網絡（一期）的建設。網絡結構如下：

（1）核心層：主要包括上海市調、上海備調和國網信息災備中心，各節點設備配置按冗余設備配置，均配置2臺核心路由器且本站內互聯，在網絡中采用負荷分擔方式。

（2）匯聚層：主要包括九個供電公司、信通公司、檢修公司七大分控中心和三個獨立500kV站以及各辦公基地等站點均配置1臺匯聚層路由器。

路由傳輸通道根據骨干光傳輸通信網組織，上海電力數據綜合數據網核心層和匯聚層網絡結構如圖2所示。

圖2 上海電力綜合數據網核心層和匯聚層網絡結構

4.2 傳輸鏈路組織

本次上海電力數據通信核心層和匯聚層的傳輸鏈路組織應采取如下原則：

上海市電力公司骨干光傳輸網絡經過完善和改造，各重要站點的骨干光傳輸網絡帶寬已達到10Gbps帶寬，已經具備了數據網改建的條件。

（1）核心層節點之間采用萬兆光口互聯，拓撲結構采用網狀網方式來構建。

（2）匯聚層節點與核心層節點及匯聚層節點之間互聯采用GE光口互聯；拓撲結構采用環網和不完全網狀網來構建。

4.3 路由協議選擇

路由協議選擇采用IS-IS協議（中間系統至中間系統的路由選擇協議）。上海電力綜合數據網作為一個整體企業網，考慮按照一個AS（自治系統），其網絡內的所有路由將置于一個組織機構的管理控制之下，這樣，AS（自治系統）內的路由參數可以非常緊湊的協調，發生錯誤可以迅速糾正，AS（自治系統）內使用的內部網關協議可以比較高效的運行，網絡收斂也可以比較快。

對于接入層用戶，用戶端可考慮采用缺省路由，網絡端可配置靜態路由，并把用戶路由信息轉換到BGP（外部網關協議）路由，以避免用戶路由波動對骨干路由造成的影響。

5 業務遷移思路

本次業務遷移考慮把上海電力數據通信網的功能從原思科傳輸設備網絡中剝離，應盡量保持網絡平滑過渡和減少割接工作量考慮，接入層網絡配置保持不變，考慮首先在核心站實現互聯，再逐步將所轄站點的業務接入從原思科傳輸設備路由功能板中轉至相應的路由器端口，按照綜合數據網的MPLS/VPN統一規劃和劃分，接入相應端口。

5.1 過渡階段思路

考慮到上海公司綜合數據網的業務遷移工作將持續一段時間，因此新舊兩張數據網必將存在一個過渡期，故在過渡期內要求分別處于兩張網內的站點數據業務能夠互聯互通。

在遷移過程中應當優先考慮選擇在合適的站點完成兩張網的互聯互通工作。經過綜合考量，選擇在核心層和匯聚層各取一個傳輸資源及機房環境條件比較合適的站點，進行思科傳輸設備和新建數據網互聯。互聯通道負責傳遞兩張網的路由協議和業務數據，互聯帶寬考慮1000Mbps。

圖3 上海電力綜合數據網業務遷移過渡階段網絡結構

5.2 接入層應用業務遷移

因原數據網運行的業務僅為內網信息業務，故新建信息VPN以完成各站點內網信息業務遷移。

上海公司綜合數據網接入層的應用業務通常分為兩類模式上聯：三層靜態路由互聯和兩層交換互聯，下面將對這兩類站點業務遷移做分別闡述。

5.3 三層靜態路由互聯站點的業務遷移

以某供電公司為例，該供電公司局域網通過網關三層交換機上聯至思科傳輸設備，局域網網關設備通過默認路由方式指向該供電公司思科傳輸設備，而思科傳輸設備通過靜態路由的方式回指業務路由至該供電公司網關三層交換機。

當業務遷移前先正確完成信息VPN路由配置、本地互聯靜態路由配置及IP地址配置等，再確定互聯接口類型后布放路由器至網關交換機（或防火墻）尾纖，最后切斷思科傳輸設備的鏈路，連接至路由器并完成相應接口配置。

5.4 兩層交換互聯站點的業務遷移

上海公司有部分220KV及以上變電站的局域網通過兩層交換機上聯至思科傳輸設備，由思科傳輸設備承擔網關的功能。

當業務遷移前先正確完成IP地址配置等，再確定互聯接口類型后布放路由器至兩層交換機的尾纖，最后切斷思科傳輸設備的鏈路，連接至路由器，局域網網關功能仍由路由器承擔。

5.5 接入國網數據通信骨干網方式

國家電網公司數據通信骨干網于2013年7月投運，包括公司總部（含西單、白廣路）、三地災備中心、5個分部、27個省公司及省公司第二匯聚點、9個公司直屬單位等節點。數據通信骨干網對整體網絡架構進行優化、業務VPN進行整合、網絡帶寬進行改善，提高網絡支撐能力和運行的可靠性。

各網省公司作為國網公司數據通信骨干網的接入層接入網絡，上海公司按照省公司接入典型模式進行數據網對接，接入網絡結構圖如下圖4所示。網絡接入點為上海市調和上海備調，接入鏈路帶寬為10Gbps，接入路由協議為OSPF（開放式最短路徑優先協議）。

圖4 上海公司上聯國網數據通信骨干網業務遷移示意圖

6 結束語

文章簡述了使用路由器設備組網實現IP數據交換的MPLS/VPN綜合數據網絡，提出了上海電力綜合數據網的遷移思路，并在此基礎上實現原綜合數據網的業務遷移及提供各類應用業務的功能。

經過改建后的上海電力綜合數據網可滿足不同部門及業務的安全性和服務質量要求，達到了國網公司二次安全防護隔離的要求；同時，新建成的上海電力綜合數據網全面提升了網絡帶寬，核心層傳輸速率從2×1Gbps提升到10Gbps，匯聚層從100Mbps提升到2.5G/1Gbps；其次，網絡的可靠性從原支持環網的“n-1”保護提升到核心層網狀網保護和設備的“n-1”保護，部分匯聚層節點的不完全網狀保護，接入層實現了雙歸，網絡覆蓋的范圍也擴大至220kV及以上變電站；此外，基于MPLS/VPN技術的數據網為公司在“十二五”期間，開展SG-ERP系統、推廣桌面視頻、建設高清視頻會議等各類不同的應用業務奠定了基礎工作。

作者簡介：吳國棟（1979，7-），男，本科學歷，工程師職稱，從事上海電力通信光纜運行管理和數據網運行管理工作。