電務(wù)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)分析及軟件實(shí)現(xiàn)

吳學(xué)鐵

吳學(xué)鐵:武漢鐵路局武漢電務(wù)段 助理工程師 430015 湖北武漢

現(xiàn)代鐵路信號(hào)系統(tǒng)是功能完善、層次分明的控制系統(tǒng)。各個(gè)車站信息設(shè)備內(nèi)部的功能單元獨(dú)立工作，又互相聯(lián)系，構(gòu)成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)。電務(wù)部門需要維護(hù)管理的信息設(shè)備種類越來越多，這些設(shè)備的重要性是不言而喻，如何使這些設(shè)備運(yùn)行狀況可靠與完好是廣大電務(wù)工作者一直探求的目標(biāo)。

武漢電務(wù)段有一百多個(gè)車站安裝有信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)，有些車站還存在預(yù)警平臺(tái)、ZPW-2000采集處理機(jī)(軌道監(jiān)測(cè)機(jī))、列控維護(hù)機(jī)，這些設(shè)備全部運(yùn)行在監(jiān)測(cè)網(wǎng)上。如果用傳統(tǒng)手段檢查和監(jiān)視這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相當(dāng)繁瑣和耗時(shí)，為此，研發(fā)了網(wǎng)絡(luò)檢查監(jiān)視系統(tǒng)軟件，該軟件已于2011年5月投入使用。以下談?wù)剬?duì)該系統(tǒng)軟件的使用情況，并進(jìn)行總結(jié)，以便維護(hù)工作更加合理和完善。

1 網(wǎng)絡(luò)檢查監(jiān)視系統(tǒng)的開發(fā)

電務(wù)監(jiān)測(cè)網(wǎng)采用基于TCP/IP協(xié)議的廣域網(wǎng)模式，分為鐵道部、鐵路局、電務(wù)段、車站4層，由鐵道部電務(wù)監(jiān)測(cè)中心、鐵路局電務(wù)監(jiān)測(cè)中心、電務(wù)段監(jiān)測(cè)中心、車站監(jiān)測(cè)網(wǎng)和廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)組成。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用串聯(lián)加環(huán)路的方式實(shí)現(xiàn)，即1條線路上僅需要1條通道，該通道站站開口，將沿線各站串聯(lián)在一起，線路末端站增加1條通道至電務(wù)段，或中間站再增加1條通道至電務(wù)段，使網(wǎng)絡(luò)成環(huán)。圖1為某站計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接圖。

通過對(duì)管內(nèi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備引發(fā)的故障進(jìn)行分析調(diào)查，發(fā)現(xiàn)存在日常分析不到位、網(wǎng)絡(luò)檢查不準(zhǔn)確、查找網(wǎng)絡(luò)故障人為操作不熟悉等問題，成為影響快速處理網(wǎng)絡(luò)故障的主要原因。因此，迫切需要一種可以在網(wǎng)絡(luò)中快速判斷各車站設(shè)備網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接狀況，并確認(rèn)是斷網(wǎng)、局部硬件還是終端軟件問題的工具。為此，開發(fā)網(wǎng)絡(luò)檢查監(jiān)視系統(tǒng)，可以檢查處于網(wǎng)絡(luò)中各車站計(jì)算機(jī)、路由器的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接狀況及相關(guān)信息，包括網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、斷網(wǎng)信息、路由器信息、遠(yuǎn)程控制以及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D等，以有效縮短排查和處理網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)間。目前，網(wǎng)絡(luò)檢查監(jiān)視系統(tǒng)可以用于微機(jī)監(jiān)測(cè)、TDCS、CTC的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，檢查監(jiān)視各車站設(shè)備網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接狀況，獲取網(wǎng)絡(luò)設(shè)備信息，并輔助處理網(wǎng)絡(luò)故障。

圖1 電務(wù)監(jiān)測(cè)網(wǎng)中車站計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接示意圖

2 維護(hù)和分析

2.1 車站設(shè)備網(wǎng)絡(luò)通斷檢查

一般情況下，對(duì)網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)通過命令行參數(shù)方式，逐個(gè)站、逐項(xiàng)設(shè)備的IP地址進(jìn)行Ping命令的操作，對(duì)其發(fā)送測(cè)試數(shù)據(jù)包，看對(duì)方是否有響應(yīng)并統(tǒng)計(jì)響應(yīng)時(shí)間，以此來測(cè)試車站設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的通斷情況及分析網(wǎng)絡(luò)的速度。

Ping命令的操作顯示如下(IP地址均為假設(shè)):

C:Documents and SettingsAdministrator＞ping 192.168.2.1

Pinging 192.168.2.1 with 32 bytes of data:

Reply from 192.168.2.1:bytes=32 time=4ms TTL=64

Reply from 192.168.2.1:bytes=32 time=4ms TTL=64

Reply from 192.168.2.1:bytes=32 time=4ms TTL=64

Reply from 192．168．2．1:bytes=32 time=4ms TTL=64

Ping statistics for 192.168.2.1:

Approximate round trip times in milli－seconds:

Minimum=4ms，Maximum=4ms，Average=4ms

上述中“bytes=32”表示ICMP報(bào)文中有32個(gè)字節(jié)的測(cè)試數(shù)據(jù)， “time=4 ms”是往返時(shí)間。Sent發(fā)送多個(gè)秒包、Received收到多個(gè)回應(yīng)包、Lost丟棄了多少個(gè)。Minmum最小值、MAXimun最大值、Average平均值。從上面情況來看，來回只用了4 ms時(shí)間，lost=0即丟包數(shù)為0，顯示的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)相當(dāng)良好。

對(duì)于Ping后返回信息也可能出現(xiàn)如下顯示:

C:Documents and SettingsAdministrator＞ping 192.168.2.1

Pinging 192.168.2.1 with 32 bytes of data:

Request timed out．

Request timed out．

Request timed out．

Request timed out．

Ping statistics for 192.168.2.1:

Packets:Sent=4，Received=0，Lost=4(100%loss)，

“Request timed out”這是經(jīng)常遇到的提示信息，至少有以下幾種情況:

1．對(duì)方已關(guān)機(jī)、網(wǎng)卡及網(wǎng)線出問題，或者網(wǎng)絡(luò)上根本沒有這個(gè)地址。

2．對(duì)方與自己不在同一網(wǎng)段內(nèi)，通過路由也無法找到對(duì)方，但有時(shí)對(duì)方確實(shí)是存在的，當(dāng)然不存在也是返回超時(shí)的信息。

3．對(duì)方確實(shí)存在，但設(shè)置了ICMP數(shù)據(jù)包過濾(比如防火墻設(shè)置)。

4．錯(cuò)誤設(shè)置IP地址。

以上是對(duì)單項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通斷的判斷，假設(shè)每日需要檢查100個(gè)車站，每個(gè)車站需要檢查網(wǎng)絡(luò)通斷的設(shè)備一般有2～5個(gè)，也就是說總共有200～500個(gè)IP地址需要手動(dòng)進(jìn)行Ping命令的操作。通過人工輸入逐個(gè)站、逐項(xiàng)設(shè)備的IP地址來檢查所有車站設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)通斷，不僅耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力，而且人為出錯(cuò)的概率也是很大的。

而網(wǎng)絡(luò)檢查監(jiān)視系統(tǒng)在軟件上實(shí)現(xiàn)了基于ICMP協(xié)議的PING程序，使用ICMP的封裝機(jī)制，通過IP協(xié)議來工作。為了實(shí)現(xiàn)直接對(duì)IP和ICMP包進(jìn)行操作，使用Windows環(huán)境下的SOCKET編程，同時(shí)利用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)將所有設(shè)備IP地址預(yù)存于數(shù)據(jù)表中，通過軟件的方式使命令批量化、自動(dòng)化來判斷網(wǎng)絡(luò)通斷，以及自動(dòng)處理Ping后返回信息，無需人為判斷，從根本上杜絕了人為錯(cuò)誤。100個(gè)車站總共耗時(shí)不過2～3 min。所以同樣的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)用軟件來實(shí)現(xiàn)，可以很好地提高效率及正確性。

2.2 路由器狀態(tài)檢查

大多數(shù)情況下不可能立即物理接觸到路由器，預(yù)先檢查路由器的工作狀態(tài)，也只能通過命令行參數(shù)方式，使用ping命令、telnet命令、tracert命令等。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，登錄到相關(guān)節(jié)點(diǎn)或者相鄰節(jié)點(diǎn)路由器上，查看路由器的端口狀態(tài)，并通知通信人員配合在通道上“打環(huán)”，再次檢查路由器的端口狀態(tài)，來判斷故障點(diǎn)。

1.路由器追蹤。路由器追蹤過程，僅能看到經(jīng)歷過的IP地址。在網(wǎng)絡(luò)檢查監(jiān)視系統(tǒng)軟件中，預(yù)先將所有車站設(shè)備IP地址及Loopback地址存于數(shù)據(jù)庫(kù)中，利用數(shù)據(jù)庫(kù)編程技術(shù)，將路由器追蹤顯示的地址全部翻譯成車站，這樣借助網(wǎng)絡(luò)檢查監(jiān)視系統(tǒng)，可以很直觀的看出目標(biāo)所經(jīng)過路由器的車站名、地址及應(yīng)答時(shí)間等信息，以便于網(wǎng)絡(luò)故障的查找。

2.路由器查看端口。“show ip int b”命令完整的寫法是:show ip interface brief，用于查看設(shè)備所有接口狀態(tài)信息，包括接口名稱、IP地址、協(xié)議狀態(tài)和物理狀態(tài)。

3.路由器鄰居狀態(tài)查看。“show ip ospf nei”命令用于顯示每個(gè)OSPF鄰居和鄰接狀態(tài)。

為了使上述獲取路由器信息的操作更加簡(jiǎn)單快捷，預(yù)先將相應(yīng)的操作命令以及用戶名、密碼等信息存于數(shù)據(jù)庫(kù)中，利用數(shù)據(jù)庫(kù)編程技術(shù)和Send-Keys模擬鍵盤操作，軟件方法來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)登錄車站路由器、路由器追蹤、端口查看、路由器鄰居查看等功能，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)列出車站路由器所有端口狀態(tài)、車站路由器所連接相鄰車站路由器信息，無需用戶再輸入用戶名、密碼及任何命令。可以說只要用戶點(diǎn)擊鼠標(biāo)，就能夠完成以前復(fù)雜的操作。

2.3 遠(yuǎn)程控制

以前一般直接使用遠(yuǎn)程控制相關(guān)的軟件，手動(dòng)輸入IP地址、用戶名和密碼等信息，來進(jìn)行登錄操作。而網(wǎng)絡(luò)檢查監(jiān)視系統(tǒng)軟件完成該功能是通過SendMessage函數(shù)來實(shí)現(xiàn)的，通過向 DameWare Mini Remote Control軟件或者Symantec pcAnywhere軟件發(fā)送Windows消息，模擬鼠標(biāo)、鍵盤的操作，來控制 DameWare Mini Remote Control、Symantec pcAnywhere軟件，以便提供快速的登錄并控制遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)，無需再輸入IP地址、用戶名以及密碼。

利用平時(shí)下現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)會(huì)，使車間、信息工區(qū)遠(yuǎn)程控制站機(jī)的重啟、調(diào)整、文件傳輸?shù)裙δ芏嫉玫搅撕芎玫尿?yàn)證。只要在網(wǎng)絡(luò)條件允許的情況下，可以準(zhǔn)確的遠(yuǎn)程控制站機(jī)設(shè)備。

3 結(jié)束語(yǔ)

網(wǎng)絡(luò)檢查監(jiān)視系統(tǒng)自2011年5月投入使用以來，很好地解決了日常網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)分析不到位、耗時(shí)長(zhǎng)、網(wǎng)絡(luò)檢查不準(zhǔn)確，以及查找網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)人為操作不熟悉造成故障誤判等問題。該工具軟件可一次性批量、自動(dòng)定時(shí)檢查，保存網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，并允許用戶遠(yuǎn)程控制站機(jī)設(shè)備，具備了保證CTC/TDCS、列控、微機(jī)監(jiān)測(cè)等重要設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的條件，簡(jiǎn)化了維護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了成本，其經(jīng)濟(jì)效益是無法估量的。

由于能及時(shí)克服各類信息設(shè)備網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的故障和隱患，消除了可能因網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障對(duì)列車運(yùn)行帶來的影響，鞏固了既有線、高鐵、客專等運(yùn)營(yíng)線良好運(yùn)營(yíng)的成果。

［1］［美］David Hucaby，Steve McQuerry，Andrew Whitaker.Cisco路由器配置手冊(cè)［M］(第2版).北京:人民郵電出版社，2012．5.

［2］TJWX－2006－h(huán)h型信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)維護(hù)手冊(cè).河南輝煌科技股份有限公司，2010．1.

［3］鐵道論壇 http://bbs．railcn．net/.