電子工程師論文淺析市級氣象局氣象通訊的系統

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　　摘要：從設計原則、建設目標、系統設計與規劃內容等方面介紹了棗莊市氣象局通訊網絡系統的設計與規劃,以期為氣象服務工作的開展提供保障。

　　關鍵詞：氣象局通訊網絡;系統設計與規劃;設計原則;建設目標教師發表論文

　　隨著計算機信息技術和氣象現代業務的快速發展,對氣象通訊網絡的可靠性提出了越來越高的要求。保證各項業務每天24 h的穩定運行、使通訊網絡具有高可靠性和最大限度的避免單點故障,已經成為研究的課題?？l表論文網

　　目前,從棗莊氣象通訊網絡的實際情況看,市局到縣局還沒有建設網絡設備的熱備和冗余鏈路,出現故障后只能通過手動撥號作為備份,同時2 M的帶寬也很難適應以后發展的需要;網絡核心雖然采用穩定可靠的H3C設備,并有冷備方案,但在理論上仍存在核心故障和冷備不及時的可能;縣級只有2層的網絡設備,不能滿足建設市到縣視頻會議系統的要求。這就需要從整個網絡的結構設計、設備選型和日常維護等方面進行網絡的高可靠性設計和改造。為更好地滿足氣象現代業務快速發展的要求和提供更好的通訊網絡保障能力,棗莊市氣象局設計和規劃了較先進的立體式、全方位綜合氣象通訊網絡系統。其設計完成與規劃構建,全面提高了棗莊市氣象局通訊網絡保障能力。

　　1設計原則

　　結合棗莊市氣象系統的業務特點和發展要求,在進行氣象通訊網絡設計時應遵循以下原則:一是實用性原則。以滿足當前需求為基礎,在節省投資的同時,充分考慮發展的需要來確定系統規模。按照模塊化、層次化的原則,使網絡系統具有較好的伸縮性,可以根據網絡建設的不同階段靈活配置和擴展。二是安全性原則。充分重視網絡安全工作,在已有安全系統的基礎上進一步提高網絡的整體安全性。三是先進性原則。網絡系統結構設計、系統配置、系統管理方式等方面應采用先進的同時又是成熟、實用的技術。四是可靠性原則。骨干網絡能有效地避免單點故障,在設備的選擇和關鍵設備互聯時,應提供充分的冗余備份,一方面最大限度地減少故障的可能性,另一方面保證網絡能在最短時間內修復。五是高可用性原則。通訊網絡應具有較高的可靠性和可用性,關鍵設備、線路能做到實時備份和故障自動切換,網絡系統具有較好的容錯功能,骨干網絡沒有單故障點,以確保各種業務的正常運行。六是規范性原則。所采用的技術和設備應符合國際標準、國家標準和業界標準,為系統的擴展升級、與其他系統的互聯提供良好的基礎。七是開放性和標準化原則。使用開放性好、標準化程度高的技術方案;設備的各種接口滿足開放和標準化原則。八是可管理性原則。規劃后的網絡系統應易于管理,易于維護,在設備、安全性、數據流量、性能等方面能很好地監視和控制、遠程管理和診斷故障[1-4]。

　　2建設目標

　　一是建設并升級市局到縣局6 M主用鏈路,保留現在2 M的SDH作為備用鏈路。二是通過網絡可靠冗余性設計,實現核心交換機和市局到縣局骨干網絡的冗余熱備。當任何一個核心交換出現故障后,另一個核心將自動備份;市局到縣局主鏈路或設備故障,所有流量自動切換到2 M的SDH備用鏈路;當備用鏈路或設備故障,流量自動切換到主用鏈路。以此實現網絡平臺的高可靠性。三是利用設備自身安全設置、分層分區訪問控制,與防火墻、桌面安全管理系統配合實現網絡平臺的高安全性。四是利用路由協議和VR RP技術實現業務流量分流,使用2 M SDH備用鏈路承載視頻會議,主鏈路承載業務數據、辦公和上網等流量;利用QOS技術實現針對不同應用提供不同的服務質量,使網絡對氣象業務數據、辦公、視頻會議、語音、全景監控等業務提供良好支持,實現網絡平臺的高可用性。五是利用集中網絡管理系統實現全網設備統一管理,通過網絡管理系統和其他網絡軟件實現全網流量和設備的高可見性管理,實現網絡平臺較好的可管理性。

　　3系統設計與規劃內容

　　系統的設計與規劃內容主要包含骨干網絡、路由協議、可靠冗余性、視頻會議系統、網絡安全性等方面。

　　3.1骨干網絡

　　棗莊市氣象局通訊網絡由1個市氣象局中心節點和5個縣局分節點構成,業務流向以省局?圮市局?圮縣局這樣的縱向流為主。根據業務走向,最適合的網絡模型是星型組網。即以市氣象局為中心,5個縣氣象局通過廣域網鏈路接入市氣象局,從而構成1個從縣局到市局的2級雙星型組網架構。

　　3.2路由協議

　　根據氣象通訊網絡的結構選擇合適的路由協議,能夠實現優化的網絡路徑選擇,同時具有路徑均衡功能,在網絡結構發生變化時數據能夠通過其他路徑迂回,以保證網絡的暢通。因此,選擇適當的路由協議非常重要。棗莊市氣象局通訊網絡在構建中,使用與省氣象網絡相同的OSPF路由協議,避免了由于大量的靜態路由設置造成的管理復雜和可能出現的路由環路問題,可為以后統一規劃和互聯提供基礎,使得網絡在以后的擴展中具有更多的選擇空間。

　　3.3可靠冗余性

　　棗莊市氣象局通訊網絡設計首先從網絡結構上保證了高可靠性和高冗余性。一是骨干網絡采用雙星形冗余架構設計,通過動態路由協議、不間斷路由等技術實現廣域傳輸的可靠性。二是局域網絡設備采用雙線路連入核心網絡設備,核心網絡設備配合動態路由協議、VRRP等技術實現局域網絡的可靠性。

　　3.4視頻會議系統

　　視頻會議是通過傳輸實時的視頻和語音來進行信息交流,因此對傳輸網絡的要求較高,除了需要保證足夠的可用帶寬外,還要求傳輸線路穩定、無擁塞、網絡延遲小。利用市到縣2 M的SDH備用鏈路承載視頻會議可以有效利用備用鏈路的獨立帶寬,避免備用鏈路閑置浪費。備用鏈路在正常情況下沒有其他數據傳輸,其他流量也不會對視頻流造成任何影響,沒有帶寬爭用的問題,2 M帶寬也完全可以滿足視頻會議的要求,這樣就為視頻會議的傳輸提供了很好的保障。為實現上述目標,需要為視頻會議系統劃分單獨的子網,并利用區縣路由器和市局2 M的SDH線路匯聚路由器上單獨的以太口連接。在市縣路由器上合理配置靜態路由和VRRP可以實現視頻會議流量由備用鏈路傳輸。

　　3.5網絡安全性

　　3.5.1網絡設備安全。網絡設備除了應該滿足電磁安全、環境、安全規定等相關標準外,還應對路由器和交換機進行安全加固,關閉無用服務,以保證網絡設備的健壯性。關閉路由器上的不必要的服務,如Finger、BOOTP、DHCP等;遠程登錄采用SSH加密方式,而不用telnet明文方式;網絡管理協議采用SNMPv 3保護MIB數據在網絡設備和管理工作站之間的安全傳送。配置OSPF路由協議的MD 5認證,防止惡意的假路由更新。配置遠程登錄或Console超時選項,增加訪問的安全性,通過ACL來控制訪問的來源。

　　3.5.2訪問控制。通過在市局匯聚路由器上設置ACL,禁止縣局子網之間的橫向訪問;在核心交換機上設置ACL,隔離縣局子網和市局子網之間的通訊,使所有子網只能訪問市局服務器子網、省局,并在許可的情況下訪問互聯網;市局和省網各區域之間的互訪應該嚴格受控,但在市到省主備2條線路中間部署防火墻的投資較大?？梢酝ㄟ^在核心交換機上配置訪問控制列表來實現市到省的單向訪問控制,使省局只能訪問市局許可的終端,市局可以訪問省局開放的服務器和其他資源,確保省市互聯的安全性。

　　3.5.3核心交換安全。網絡核心完成整個網絡的路由處理, 流量交換及數據轉發,這部分的安全處理比較簡單,重點是設備安全。由于這部分實際上是整個網絡的流量交換中心,可以在核心交換設備上通過端口鏡像功能將符合一定條件的流量鏡像到網管服務器,配合抓包軟件和協議分析系統完成網絡流量分析,發現安全隱患,改善網絡規劃。

　　3.5.4服務器安全。服務器子網用于放置服務器,當前包括各種業務應用系統、軟件視頻會議、內部郵件系統、DNS、NAS、區域站服務器、數據庫服務器、病毒服務器、網管服務器等,用戶對該區域的訪問應該嚴格受控,但根據氣象業務和網絡系統的實際情況看,該子網主要對全市內部提供服務,為節省投資,暫無必要在服務器交換機和核心交換機之間設置防火墻,主要是關注服務器的系統安全。必要的情況下配置磁盤陣列柜保證數據存儲安全。

　　3.5.5ARP欺騙攻擊防御。通過對 ARP欺騙攻擊原理的剖析發現,如果要防御該類型的攻擊,最理想的辦法是在接入層對ARP報文進行內容有效性檢查,對于沒有通過檢查的報文進行丟棄處理。因此,可在市(縣)局局域網的接入層交換機S3600系列上使用ARP入侵檢測功能,可以有效防御ARP欺騙攻擊。當前市局的辦公子網和業務子網采用的是 H3C S3600交換機,已經使用了這項功能,并取得了很好的效果。

　　3.5.6 業務上網保護。市局業務主要集中在大平面中,可以為業務平面提供單獨上網的計算機, 禁止業務子網直接接入互聯網,市局觀測子網也可以采用同樣的辦法,以解決互聯網對重要的業務系統的影響。縣局上網需嚴格控制上網計算機的數量,并做好病毒等有害內容的防護,市局可以通過桌面安全管理系統進行及時有效的管理,以保障上網終端的安全,從而保障網絡系統的安全穩定運行。由于每個終端子網之間禁止通訊,某個子網出現問題不會影響到其他子網。

　　4結語

　　在計算機信息技術快速發展的今天,通訊網絡已經成為氣象現代業務不可缺少的重要組成部分,在視頻會商、遠程培訓、氣象共享平臺展示、突發災害性應急指揮和公共事件聯動服務等多方面發揮著重要的作用。棗莊市級氣象局通訊網絡系統設計與規劃的成功在今后實際業務和氣象保障中發揮著越來越大的作用,為棗莊氣象事業的業務發展奠定了良好的基礎。

　　5參考文獻

　　[1] 謝希人.計算機網絡[M].北京:電子工業出版社,2002:109.

　　[2] 張公忠.局域網技術與組網工程[M].北京:經濟科學出版社,2007.

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　　【關鍵詞】計算機;氣象;應用