電力通信網網管數據的采集框架設計應用

李 煜，孟 巍，劉宏宇，孟 琦

（中國移動通信集團設計院有限公司 黑龍江分公司，黑龍江 哈爾濱 150080）

0 引 言

電力通信網網管數據采集工作的有序開展，需要一套健全完善的框架結構為其提供支撐。在設計此框架的過程中，具要諸多設計需求。例如，根據電力系統的實際運行需求，構建起單向連接的方式，以此來提升數據傳輸效率與質量，并且借助反向傳輸軟件實現數據的反向傳輸，還需要以數據集中高效管理為目標，設計網管數據技術分析處理方案等。鑒于此，有必要針對電力通信網網絡數據采用框架設計思路及實現路徑進行專項系統的研究，力爭實現框架設計成效的最大化[1]。

1 電力通信網網管數據的采集框架設計要點

1.1 需求設計

隨著我國電力通信需求和網絡技術應用水平的同步提升，電力通信網絡已經成為電力系統當中的一個關鍵要素，在電力系統通信安全方面發揮著非常重要的保障作用。因此，網管數據框架設計必須緊跟電網建設的步伐，以完善電力通信網絡結構、擴大其覆蓋面為核心目標，開展相關設計。另外，不論在構建電力通信網時，還是在其實際運行過程中，都會同時涉及到眾多電網業務以及眾多設備品牌、設備功能與設備類型的綜合運用。整個網絡結構不僅錯綜復雜，還存在多種多樣的傳輸介質。因此，在針對網管數據框架進行規劃設計時，首先要對其進行網絡種類上的劃分，如判定其屬于數據傳輸網、管理業務網還是后臺支撐網。在劃分其網絡類別之后，再針對傳輸設備類型進行劃分。在此基礎上，有針對性地開展設備管理，同時做好光纜配線以及空間維護工作。在電力通信網中，極有可能存在一些無法進行網絡采集的數據。針對這一部分數據，需要采用人工方式進行數據采集。但是，需要為其配備適合的采集適配器，確保數據采集工作的順利完成[2]。不同網絡之間的網管數據采集架構如圖1所示。

圖1 不同網絡之間的數據采集架構

1.2 功能設計

對于電力通信網網管數據采集框架而言，其主要功能是集中化管理電力通信網絡中的所屬設備。為了完成這一任務，需要針對各項設備的運行數據進行采集、整理與分析。為了實現這一功能需求，需要在電力通信網網管數據采集框架設計的過程中，接入數據采集適配器以及相應的通信接口，為綜合網管系統與各個分系統提供數據采集支持，確保網管和設備運行數據能夠統一錄入到數據庫中。除此之外，在網管數據采集框架中還需要針對跨隔離裝置這一通信功能進行相關設計。因為一旦采集框架為子系統提供的數據不夠正確，則極有可能引發網絡安全問題，所以框架設計方案務必保證框架運行過程中的安全可靠性[3]。在實現這一目標時，需要在數據傳輸的過程中接入一個正向隔離裝置，確保具備較高的效率以及安全級別。

在數據處理的過程中，一旦發現任何異常情況，系統都會第一時間發出提示，并且從底層開始對異常數據進行采集、分析及相關處理。如果系統判定存在故障問題，就會快速鎖定故障位置，以便于上層網絡人員及時針對報警原因進行分析，并且快速做出正確處理，從而保證電力系統的穩定運行。由于電力通信網對數據采集的完整性具有較高要求，因此在框架設計階段，一方面需要設計人員合理采用不同的網絡資源，并驗證設計的合理性，另一方面需要采用有效措施實現不同接口方式的相互統一。由于數據采集管理是數據采集框架的核心，務必對數據采集過程進行高度控制，只有這樣才能確保全部采集過程的穩定可靠性[4]。

1.3 電力二次系統設計

電力二次系統由電力設備監控系統、通信管理以及數據傳輸這幾大核心要素組成，它的作用是監督與管控電力一次系統的運行過程。現階段，能夠接入到電力通信網中的設備和系統數量越來越多，與此同時也帶來了極大的信息安全威脅。對此，需要相關技術人員采取有效措施規避各類網絡惡意攻擊和病毒的入侵[5]。例如，在構建電力二次系統時，針對各個區域采取相應的網絡信息安全措施，另外還有必要設置網絡安全防護級別。一旦發生異常情況和攻擊行為，要第一時間啟動安全防護措施，防止電力一次系統受到任何惡意攻擊。當電力二次系統分區完畢后，需要有針對性地采取安全防護措施。此外，在電力二次系統當中，每一個數據網絡功能都是獨立運行的，但其各自的服務對象和服務規模相對而言比較固定，這也就意味著電力二次系統中每一個數據網絡都可以建立一個專用網絡。之后，通過使用MPLS-VPN技術使該網絡與其他網絡相互隔離，并且采取相應的措施對網絡進行安全保護。比如系統管理人員在電力二次系統中安裝現代化防病毒軟件，這樣即便電力二次系統受到病毒攻擊，也不會對其他服務器造成影響。同時防病毒軟件會集中對電力二次系統進行殺毒，降低其影響程度，為系統運行過程中的安全穩定性提供保障[5]。

1.4 跨隔離裝置設計

在各個安全區與安全區之間進行數據傳輸時，需要同時接入雙向隔離裝置。如果只接入單向隔離裝置，則無法實現攜帶數據功能。對此，需要先在各個安全區之間安裝一個正向隔離裝置，由此建立起一個TCP連接，以此來保證文件傳輸與數據交流過程中的流暢性與穩定性。通過這個正向隔離裝置，可對兩個安全區之間的路由器進行聯接，同時還需要對內部網卡進行合理分解。分解網卡的目的是與安全區設備之間進行虛擬連接，并且隱藏服務器的MAC地址。同時，正向隔離裝置還發揮著過濾報文、拒絕非法數據請求以及防止未經授權的數據訪問等一系列重要作用。在當前的正向隔離裝置管理界面中，可以通過圖形化形式呈現用戶日志。當系統操作人員在提取出接收到的數據包時，可以在系統界面中顯示出源地址和目的地址。通過這種方式，協助系統操作人員開展用戶角色配置和數據信息的分析。除了接入正向隔離裝置以外，還需要接入反向隔離裝置。反向隔離裝置的主要功能是在各個安全區之間實現單向數據傳輸，同時針對惡意攻擊進行有效隔離，以此來提高電力通信網絡的信息安全系數。當其接收到某組數據以后，便開始對此數據進行驗證與簽名。借助這一功能，提高了安全區之間工作方式的透明度[6]。

1.5 告警采集系統設計

在設計電力通信網網絡管理系統時，要賦予其較強的系統故障監測能力。如圖2所示，當系統傳輸設備出現異常情況時，系統會第一時間向網絡維護人員發出告警信息，并且自動查找問題原因。系統維護人員也會及時開展故障處理，從而降低故障影響。但是，在設計告警信息模塊時，需要事先采集大量告警信息，再將其錄入到數據信息庫中，確保信息的完整性、可靠性與及時更新。而告警信息模塊主要是通過面向客戶提供數據信息查詢服務與告警服務，使電力通信網絡平臺得以優化。由于數據量模塊同時與采集模塊和告警模塊相聯接，通過多個模塊之間的聯動使系統運行過程得到有效控制。因此，在設計電力告警信息采集系統時，需要先將分散的網管告警信息匯集到一起，再對其實施統一管理。同時，系統維修人員要提高警覺性與管理意識，在接收到告警信息以后對故障點進行動態追蹤，第一時間獲取最新告警信息，以便于高效開展故障處理工作，提高網絡運行水平和整體質量[7]。

圖2 告警采集系統設計

2 電力通信網網管數據采集框架的設計

2.1 數據采集框架設計

網絡設備管理系統中，為所有監控信息都分配了統一的MIB站點，各站點的主要職責是發送網絡管理命令，并且針對數據信息進行儲存與分析，使整個網絡管理體系得到有效運轉。在MIB站點運行的過程中，需要各項網絡通信設備和平臺模塊之間進行互聯互通。因此，在MIB中，需要對檢測設備進行標識，確保MIB對象能夠快速辨認對方，并且獲取對方的信息，使各項網絡設備得到全方位監督與管理。另外，網絡管理通過接口與Web服務器之間的相互聯接進行通信，從而完成網絡設備的管理工作[8]。

2.2 底層采集模塊設計

采集信道可根據不同的網絡節點劃分成SNMP和IPMI兩種類型。在電力通信網網管數據采集框架設計中，需要先讀取出數據庫中的節點，之后針對此節點進行初始化處理。此后，根據不同的協議為其配置SNMP或者IPMI，并且根據協議信息完成數據采集工作[9]。

2.3 數據采集引擎設計

采集節點本身具有較強的復雜性，還具有較強的系統化要求。這無疑對數據采集系統設計提出了較高的要求，如果系統設計得過于單一，或者不夠健全完善，勢必難以滿足系統功能要求。因此，為了滿足相關設計要求，需要設計人員制訂出一套科學完善的采集流程。當啟動模塊后，初始化程序便自動從數據庫中進行數據讀取，幫助系統管理人員獲取需要的信息。另外，當引擎發生規則變化時會生成一個新的對象，而此時控制采集引擎仍然處于工作狀態，確保采集引擎對底層采集過程的有效控制，或者為其提供相應的服務[10]。

3 結 論

在針對電力通信網網管數據采集框架進行整體設計時，不僅要滿足多樣化功能設計需求，還要采取有效的信息安全保障措施。只有充分保證網管數據的完整性、及時性以及安全可靠性，才能協助網絡管理人員對數據信息進行集中化管理，體現出網絡化管理的核心優勢。