電力通信數據網整體系統設計
將承德區調的兩臺路由器(M20)和袁莊集控中心的M20 作為BGP RR,所 有匯聚層路由器作為PE 均與三臺BGP RR 之間建立IBGP 關系。同時,這三臺 M20 需要作為與其他AS 對接的EBGP 鄰居存在,與其他AS 建立EBGP 關系。 路由反射 接入網按照層次結構確定路由反射規劃。兩層結構的接入網采用一級路由反 射規劃,即路由反射器為核心節點,客戶為接入節點[33]。三層結構的接入網采用 兩級路由反射規劃,即一級路由反射器為核心節點,客戶為匯聚節點;二級路由 反射器為匯聚節點,客戶為接入節點。按照上述原則設計,承德電力數據網路由 反射設計如表4-5 所示。 路由控制 接入網到骨干網跨域MPLS-VPN 互聯方案的設計是采用單跳MP-EBGP 方 式[34]。跨域時,只有ASBR 間接口地址互通,此段地址不引入任何動態路由協 議中。公網BGP 不傳遞任何路由,在ASBR 上設到對端聚合公網網段的靜態路 由,并將此靜態路由導入本AS 的OSPF 路由中,在本AS 內擴散。骨干網和接 入網做對等操作。
接入網核心設備只向骨干網發送本AS 始發的路由。在骨干網對接設備上向 接入網發布路由時指定接收者不向其他AS 傳播路由,并且只接收接入網中只經 過一個AS 的路由。 接入網在ASBR 處對私網路由聚合后發送給遠端。 接入網對骨干網同一平面存在雙出口的情況下,接入網中ASBR 節點通過設 置本地路由優先(local preference,LP)來確定優先使用的出口路由器。
靜態路由協議配置簡單,效率高,但靈活性不夠,在大型網絡中很少應用[ 35]。 根據本數據網建設需要,可以在局部情況下如MPLS PE 和CE 路由器的連接選 擇靜態路由協議。
VLAN 是一種通過將局域網內的設備邏輯地而不是物理地劃分成一個個網 段從而實現虛擬工作組的技術。任何交換口都可以屬于某一VLAN,IP 包、廣 播包及組播包均可以發送或廣播給在此VLAN 內的最終用戶[36 ]。每一個VLAN 均可看成是一個邏輯網絡。VLAN 的優勢在于VLAN 內部的廣播和單播流量不 會被轉發到其他VLAN 中,從而有助于控制網絡流量,減少設備投資,簡化網 絡管理,提高網絡安全性。VLAN 常常與IP 子網相聯系,同一IP 子網屬于同一 VLAN[37]。
為滿足電力數據網各業務的接入,考慮業務間的隔離,承德電力數據網內各 業務接入交換機劃分不同的VLAN。根據第二章統計的業務需求情況,每一種業 務劃分一個VLAN,通過設置相同的網關和子網掩碼來實現。 例如:將廣域相量測量系統(WAMS)劃分為VLAN 1,在周營子站 NCZYZB-M7i-01 路由器上,設置VLAN 1 的網段為10.10.110.8,子網掩碼為 255.255.255.252,網關為10.10.110.10。將GPS 變電站統一時鐘系統數據劃分 為VLAN 5,在周營子站NCZYZB-M7i-01 路由器上,設置VLAN 5 的網段為 10.10.110.104,子網掩碼為255.255.255.252,網關為10.10.110.106。
鏈路及帶寬設計原則 1)采用電力專用通信網,優先選用光通信電路。 2)使用SDH 專線組建,在物理上實現與其他網絡的隔離。 3)承德區調和匯聚節點之間采用155 Mbit/s 通道,接入點和匯聚節點之間 原則上以2x2 Mbit/s 鏈路為主,有條件的可采用更高帶寬的鏈路。 4)冗余鏈路設計原則上應保證物理路由不重合,同時也保證華北電網調度 (簡稱網調)接入網的路由與電力數據骨干網的路由不重復。
鏈路帶寬需求和選擇 電力數據網各業務中實時業務對帶寬及時延要求較高,而非實時業務多為有 需要時或事故時上傳業務,對帶寬和時延無特別要求。因此電力數據網的帶寬需 求主要以實時業務為主。 下面分別對接入網典型節點實時業務做預測分析。 220 kV接入節點的實時業務如表4-6所示,非實時業務如表4-7所示。
220 kV站上傳至網調業務包括:變電站遠動業務40 kbit/s,廣域相量系統數 據400 kbit/s,實時電力市場10 kbit/s, 電力系統動態測量及控制數據10 kbit/s, 穩定控制系統10 kbit/s,調度操作票、檢修票等10 kbit/s,電能量計量計費信息 10 kbit/s,故障錄波、保護和安全自動裝置有關管理數據10 kbit/s,電力市場申 報數據和交易計劃數據10 kbit/s,業務量合計510 kbit/s。 220 kV站上傳至區調業務包括:變電站遠動業務40 kbit/s,實時電力市場輔 助控制信息10 kbit/s, 電力系統動態測量及控制數據10 kbit/s,穩定控制系統10kbit/s,調度操作票、檢修票等10 kbit/s,電能量計量計費信息10 kbit/s,故障錄 波、保護和安全自動裝置有關管理數據10 kbit/s,電力市場申報數據和交易計劃 數據10 kbit/s,業務量合計110 kbit/s。 220 kV站上傳集控中心業務:變電站遠動業務40 kbit/s,五防系統10 kbit/s, 調度操作票、檢修票等10 kbit/s,業務量合計60 kbit/s。 一個220 kV站總業務流量是 480 kbit/s + 50 kbit/s = 530 kbit/s,考慮一定的 冗余度,按600 kbit/s設計。考慮到故障時所有業務由一臺路由器轉發,業務流 量會有所增加,因此可按700 kbit/s設計。 考慮傳輸網的實際帶寬,本數據網網絡帶寬應為:n×2 Mbit/s。考慮傳輸業 務通道的主備用方式,按2×2 Mbit/s設計。 考慮現有匯聚節點和以后新增節點,按可匯聚50 個節點計算,流量可達750 kbit/s × 50=37500 kbit/s,即37.5 Mbit/s。因此考慮傳輸網絡的帶寬,匯聚層向 骨干層傳輸帶寬按155 Mbit/s 設計。
MPLS VPN設計主要包括下述幾個方面: 1.PE和CE之間的路由協議:承德電力數據網工程中所有路由器設置為PE, 交換機設置為CE。PE和CE之間的路由器協議可以為靜態、OSPF、ISIS、BGP等。 2.PE和P路由器之間的內部網關協議(IGP)設計:承德電力數據網采用OSPF 作為IGP協議。 3.BGP部署:承德區調的兩臺M20路由器和袁莊集控站的M20路由器作為 BGP RR,所有的PE與三臺BGP RR之間建立IBGP連接;BGP RR之間建立IBGP 連接。 4.VPN信令選擇:考慮到未來和其他廠商互通和配置簡便,采用LDP信令 作為VPN信令。 5.RD、RT配置,下面將詳細描述。 6. 跨域VPN的選擇。
對承德電力數據網進行了整體設計。完成的主要設計工作包括:1)以 承德電網通信傳輸網絡為基礎,采用IP over SDH 技術體制實現電力數據網建設 及網絡的互聯互通。2)綜合考慮站點的擴展性和現有的站點地理位置、電力輸 電網絡以及通信傳輸網絡,設計了承德電力數據網網絡拓撲結構,對路由器設備 地址和鏈路地址進行了分配。3)根據組網的技術體制,選擇OSPF 路由協議, 同時采用BGP/MP-BGP 邊界路由協議支持VPN 路由的傳遞。4)為滿足各種業 務的接入,考慮了業務間的隔離,設計了不用的VLAN。5)根據接入網典型節 點實時業務的預測分析,對網絡的鏈路和帶寬進行了設計。6)劃分了VPN,給 出了VPN 配置實例,選擇了跨域VPN 的解決方案。7)從技術和管理兩個方面 考慮,對網絡的安全進行了設計。
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責任編輯:電力交易小郭
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