MPLS-VPN技術在電力調度數據網中的應用

陳峰

摘要：近年來，我國電力行業發展非常迅速。為滿足經濟與社會發展需要，近年來我國電力領域建設取得了較為喜人的成果，各類新型技術在電力系統中的應用便屬于其中典型.

關鍵詞：MPLS-VPN技術;電力調度數據網;應用

引言

科技的發展使我國電力行業有了新的發展空間。電力系統的調度數據網是一種基于MPLS-VPN技術統一建設的IP網絡平臺，MPLS-VPN技術實現了對帶寬的靈活分配和合理分配，使得信息傳輸通道的資源可以充分共享。

1 MPLS基本概念

MPLS（Multi-ProtocolLabelSwitching）多協議標簽交換技術是一種在開發的通信網上利用標簽引導數據高速、高效傳送的技術。該技術屬于第三代網絡架構，是新一代的IP高速骨干網絡交換標準。MPLS具有二層快速轉發數據報分組的技術，同幀中繼、ATM類似，MPLS給通過MPLS網絡的數據包分發標簽，整個網絡采用標簽交換機制，對一個目標網絡分組，從出發點到終點的路徑上的MPLS域中所有路由器上都會給它分配一個本地標簽，標簽告訴交換路徑中的所用路由器如何去處理數據分組。

2 MPLS-VPN技術

MPLS-VPN技術是一種承載于公網之上的加密通訊技術，其中的MPLS指的是下一代IP骨干網絡交換標準。相較于傳統的IP轉發技術，MPLS-VPN技術能夠通過事先計算好的MPLS隧道進行轉發，因此技術具備天然的業務隔離優勢，并可以劃歸現代VPN技術分類。VPN路由轉發實例、路由區分符、路由目標屬于MPLS-VPN技術的重要組件。

2.1網絡拓撲技術設計

在網絡拓撲技術設計中，層次化設計要求的遵循必須得到重視，當地變電站分布、實際電力調度網絡地調情況也需要得到重視，以此選擇網路拓撲結構，如總線、環形、星形、網狀，電力調度系統網絡的安裝難度、操作和維護難度均直接受到拓撲結構的影響。

2.2路由協議的選擇

在電力系統調度數據網絡的選擇上，要充分考慮MPLS-VPN技術所需要的協議支持以及其網絡拓撲結構，調度數據網絡一般選擇OSPF和MP-BGP作為主要的路由協議選擇。OSPF就是鏈路狀態下的路由協議，是鏈路狀態基礎上可以計算出最短路徑的路由選擇，OSPF鏈路狀態下的路由協議是全局的路由協議，形成全局路由信息網，并且對網絡區域進行劃分。OSPF區域主要分為主干區和兩個子區域的，主干區域包括核心層節點之間的鏈路以及核心層節點到匯聚層節點的鏈路，匯聚層節點到接入層節點之間的鏈路是子區域。MP-BGP是BGP路由協議的一種類型，是多協議拓展后的BGP協議，MP-BGP路由協議不僅可以支持傳統的IPv4的地址，可以區分不同的VPN用戶的路由并且還可以進行信息的交換，實現用戶之間信息的傳輸。

2.3 VPN技術規劃

對于電力調度數據網來說，其調度業務類型可分為準時性VPN、實時性VPN兩類。準時性VPN承載的計算主要有電力市場交易數據、電量計算數據、DTS交互數據，實時性VPN承載計算則主要包括實時數據監控（變電站自動化系統、RTU、EMS等）、AVC電壓控制數據、發電曲線下載數據、電力系統動態測量數據。值得注意的是，實時性VPN對實時性及帶寬存在較高要求，且能夠承載自動化調度控制命令，這必須在MPLS-VPN技術的應用中得到重點關注。

3 MPLS-VPN技術在電力系統調度系統的實施應用

3.1調度數據網業務實際應用

MPLS-VPN技術在使用上更加細化了其應用，類似于使用專用的網絡傳輸渠道，自定義不同的VPN和IP地址，提高其應用的安全性以及服務性。由于電力調度數據網業務數據的集中性以及專用性的特點，因此在實時業務控制和非實時控制業務規劃上，將其分為兩個安全的VPN。實時性的控制業務具有較高的安全性以及可靠性，并且其在數據控制操作時，其調度業務不能如果出現中斷，其對服務質量的要求也很高。主要包括SCADA以及RTU和變電站系統自動化的實時數據監控，EMS之間的數據交換要保證其實時性，發電曲線下載，AVC無功電壓控制數據以及繼電保護及故障信息管理數據都應該保證其實時性;非實時性的業務主要包括了DTS數據傳輸交互，電力市場的數據之間的交換，以及其繼電保護和故障管理維修和安全穩定控制系統等業務的優先級較低，其傳輸頻度是按分鐘級的。在實際電力調度數據網結構的具有應用中，不同業務類型應該對應不同的VPN，可以實現不同類型的VLAN端口對應邊緣的LSR的連接端口，這樣就可以在很大程度上滿足用戶對特殊網絡配置的VPN的需求。用戶可以根據電網調度的實時性和非實時性導入兩個不同的VPN，接入交換機前應該劃分好VLAN端口，利用交換機的四元綁定功能，最終使其實現數據的傳輸和連接。根據MPLS-VPN技術在我公司調度數據網的應用效果來看，由于我公司變電站數量較少，MPLS-VPN在帶寬分配及信道資源共享方面并未體驗出明顯優勢，但標簽交換的特性充分保障了業務的安全傳輸，是電力系統二次安防中“網絡專用”的最好實現方式。

3.2 QOS策略

為了保證重要的業務在網絡擁塞情況下得到優先的轉發保證，需采用QOS技術提供帶寬的合理分配和隊列調度，降低網絡擁塞對業務運營的影響。因此，在市級接入網中QOS采用DiffServ機制，在調度主站PE路由器完成信息分類、流量控制和MPLSEXP標記，在主干網絡實現隊列調度和擁塞控制。網絡業務分類按VPN劃分，確保安全區I（控制區）中的業務優先傳輸。根據業務的重要性不同，將不同業務在調度主站PE設備入接口匹配為不同QOS等級。實時業務：DSCP=AF4，并保證60%接口帶寬。非實時業務：DSCP=AF3，并保證30%接口帶寬。根據業務的重要性不同，將不同業務在調度主站PE設備出接口根據重要性程度按權重比例輪詢調度。

3.3 MPLS-VPN總體規劃

考慮到每個VPN成員之間關系、路由規則的相互對應、VRF和VPN路由轉發表之間的關系，MPLS-VPN總體規劃需結合電力調度數據網的業務規劃內容為實時VPN創建VRF表RT-VPN，NRT-VPN、全局路由表的創建同樣需要得到重視，具體創建需建立在PE基礎上，同時還需要為準時性VPN創建VRF表。RD路由區分符號需附加在IPv4地址前，IPv4可由此從全局非唯一轉化為VPN-IPv4地質（全局唯一），VPN中IPv4地址的路由功能實現可由此得到保障，具體格式應為XX號：VPNID，某地區網絡自治域號為XX號，為區分不同的VPN號碼，需自定義VPNID。路由的最終目標為RT技術，VPN路由信息發布的控制應由RT負責，為獲得更多的VPN網絡拓撲結構，RT的設置必須得到重視，如星狀拓撲結構、網狀拓撲結構、總線型拓撲結構。

結語

綜上所述，MPLS-VPN技術能夠較好服務于電力調度數據網建設，在此基礎上，本文涉及的任務關聯形式與VPN劃分、Multi-VPN接入等內容，則直觀展示了MPLS-VPN技術的實際應用，而為了更好發揮該技術優勢，現代計算機、網絡技術發展帶來的影響必須得到重視。

參考文獻

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