建好基礎設施，為電廠信息化打造先進平臺 —山西古交發電廠網絡及綜合布線系統

2013-11-29 11:08:19 電力信息化　點擊量：評論 (0)

摘要：本文以山西古交發電廠新建工程的MIS系統為案例，重點討論了電廠的網絡、綜合布線系統的設計和實施。方案從古交電廠MIS的目標出發，提出了成功建設發電企業網絡系統的設計思路和詳細方案，總結了方案的特點

二、網絡系統設計
網絡平臺是MIS系統的中樞神經系統，是信息系統的基礎設施。MIS系統的全部應用都是通過網絡平臺完成信息傳輸和交換的，標準的網絡平臺由傳輸設備、交換設備、接入設備、網絡互連設備、布線系統、網絡操作系統和測試設備等組成。
1.       設計要求
根據古交發電廠的對計算機網絡系統的應用需要以及MIS系統建設的有關規定和要求，古交發電廠的計算機網絡系統，采用“客戶機/服務器”（C／S）與“瀏覽器／服務器”（B／S）相結合的體系結構，首要目的是實現電廠內部的信息和資源共享，此外一方面應能方便地與上級主管部門及其他系統內單位交換信息，另一方面，能與Internet連接，支持移動用戶及遠程用戶的應用需求。
在技術上，系統的設計應充分體現先進性、開放性、安全性、適用性及易擴充性，采用先進成熟的網絡技術和符合標準的網絡協議、安全可靠的網絡操作系統及數據管理系統，網絡系統易于升級，同時便于分步實施，網絡的傳輸速率能滿足MIS系統應用的要求。
計算機網絡系統主要是為管理信息系統的應用服務，因此，在網絡建設中，設備及軟件的選型應根據管理信息系統的需求來確定，在滿足系統應用需求的前提下，力求經濟、先進，同時技術、性能指標應恰當，能滿足系統在未來幾年內的應用要求。

2.       設計原則
網絡系統的設計遵循先進性、開放性、安全性、經濟實用性和可擴充性相協調的原則。
先進性：采用先進成熟的網絡技術進行組網，支持數據、語音、視頻圖像等多媒體的應用。
開放性：采用符合ＩＳＯ以及相關標準的網絡協議，選用符合ＩＳＯ以及相關標準的網絡設備。
安全性：關鍵設備采用冗余設計，以確保網絡系統設備的運行安全；采用用戶口令識別和訪問權限控制來保護網絡資源的安全；采用防火墻技術來隔離內部網絡和公眾網絡，阻止或減少來自外界的侵害。企業內部財務網絡通過網關與廠MIS網連接，實現用戶權限限制及數據過濾，確保財務系統數據的安全性。管理信息系統（MIS）同實時系統間設立網關，確保電廠生產不受外界干擾。
經濟實用性：從經濟實用出發，充分滿足目前的應用需求并考慮今后企業發展的需要來選擇設備，使用有限的投資建設一個性能優良的網絡系統。
擴充性：在方案設計中充分考慮系統擴展和升級的能力，選用具有良好的升級能力和可擴展性能的設備，以利于今后系統擴展的需要。

3.       主干網絡技術主要考慮的因素
帶寬、延時和多層交換性能：隨著用戶端計算機處理速度的提高和用戶應用需求的不斷增加，如多媒體應用，分布式查詢，遠程辦公等，對網絡傳輸速率要求越來越高，這些都要求網絡提供更高的帶寬和更低的延時，同時網絡上的流量變化也變得越來越難以預測，這就需要有更大的交換吞吐能力來處理網絡主干上的信息流量。
虛擬組網和多層交換：為了保證網絡系統的高效安全運行，必須利用虛擬組網和多層交換技術，對整個網絡實施安全隔離、安全訪問控制和網絡規劃管理等各種服務。
網絡建設費用：要求全面考慮所采用的網絡技術，保證在的整個網絡生命周期內，可以使網絡的總擁有成本最低。總擁有成本包括網絡系統本次建設費用、網絡運行維護費用、人員培訓費用和網絡升級等費用。這就要求所采用的網絡技術不但要滿足網絡應用需要，而且能夠從整體上降低網絡的建設、培訓維護和升級的費用。

4.       網絡系統層次結構設計
根據發電廠廠區內各建筑物的物理分布情況和對網絡建設的要求，古交電廠采用集中結合分布模式建網，考慮到兩種模式建網的特性，力求充分利用兩種模式的優點。因此，我們把電廠企業網分為核心網絡層和分布接入層。
核心層主要作用是提供高速傳輸和數據的訪問。分布層主要完成網絡流量的控制機制以使骨干網和用戶接入網隔離開來。
核心層位于綜合辦公/服務樓的信息中心機房，聚合來自綜合辦公/服務樓和廠區內其它各建筑物的網絡流量，包括電廠的服務器和Internet接入系統。核心網絡層主要負責處理網絡核心層的路由交換處理、安全訪問控制。網絡核心層應該具有大的數據交換吞吐能力、多層路由交換能力、智能管理。核心層設備應該是高性能的交換機，可實現線速度的交換傳輸，具備高帶寬、高可靠性。
分布接入層位于網絡核心層以外，它應同時具有分布層和接入層網絡的功能。它將各樓內的桌面工作站和工作組服務器接入核心層網絡，由交換中心和位于廠區各建筑物內分布接入層交換機構成。要求高端口密度，可連接大量用戶設備，每個端口價格相對較低，為發電廠綜合辦公樓層與層之間、部門與部門之間、乃至辦公室與辦公室之間提供強大的數據轉發能力，并為所有端口提供無阻塞的多協議第三層交換，提供足夠大的系統冗余，提供精簡合理的配置，并將第三層交換的智能服務分布在每個樓層的每個部門的每個辦公室，從而達到提高網絡的整體性能，簡化網絡的結構、配置、維護與管理的目的。這種結合模式的網絡結構具有良好的擴展性、適應性和可伸縮性。當各樓層和建筑物內的端口數量增加時(超過現有交換機端口數)我們可以利用路由交換設備良好的可擴展性和伸縮性的功能，采用增加低端高性能工作組交換機接入來適應網絡的發展。

5.       千兆以太網方案設計
網絡核心層交換機位于信息中心機房內，網絡核心層交換機的功能是聚合來自分布層交換機的網絡流量，并且直接連接電廠局域網的主機、路由器和Internet防火墻，主要負責處理網絡核心層的路由交換處理、安全訪問控制和服務質量保障。
古交發電廠的核心交換機采用第三層交換機、它能同時支持10/100以太網端口、100FX快速以太網端口和千兆比特網端口。核心交換機的配置要求：
配置2個12端口千兆以太網模塊，其中16個端口通過光纖連接位于廠區內其它建筑物內的網絡分布層交換機，剩余端口用于接入高性能服務器。
配置一塊路由交換處理模塊，為本機和下連的分布接入層交換機所有端口提供線速，無阻塞的多協議第三層交換。
設置方式：將所有下連分布接入層交換機的千兆以太網接口單獨劃分為一個虛擬網，便于對千兆以太網主干上的網絡交通進行管理與控制；同時可將每個服務器連接端口單獨劃分一個虛擬網絡，以便于控制和管理每個服務器的交通流量；另外可將連接Internet防火墻的端口單獨劃分為一個虛擬網，可增強Internet訪問的控制和管理能力；利用高性能第三層交換能力在虛擬網之間提供無阻塞路由交換，路由協議采用的是OSPF，并根據網絡安全策略配置安全訪問控制。

6.       分布接入層網絡系統
古交發電廠局域網分布接入層位于網絡核心層以外，從物理位置上來說，分布接入層交換機位于建筑物內信息點密集的地方，聚合和分布來自各樓層的交通流量，并向上接入信息中心的核心交換機。為了充分保證網絡的整體性能，分布接入層交換機應具有較大的網絡吞吐能力，多層路由交換、安全訪問控制能力。同時它最好具有較高的端口密度，較低的每端口價格，這樣它就可以作為電廠的接入層交換機，連接服務器和桌面工作站。
a)綜合辦公樓的接入層交換機：
綜合辦公樓的分布接入層交換機位于綜合辦公樓設備交接間。分布接入層交換機配置一塊引擎模塊，帶有２個千兆以太網接口可以配置成全雙工方式連接網絡核心層交換機。分布接入層交換機配有100M端口，用于連接綜合辦公樓內桌面工作站。
b)廠區內其它建筑物內的接入層交換機
根據廠區其它建筑物內的信息點分布情況，采用分布接入層交換機直接連接樓內的桌面工作站和工作組服務器的方式，為用戶提供100M到桌面的網絡連接。分布接入層交換機應具有100M以太網端口速度，另外還要具有支持千兆以太網或快速以太網多模或單模光纖上聯端口。