基于VRRP技術的青海氣象寬帶網絡設計與實現

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摘要：本文結合青海省氣象網絡的現狀，簡要介紹了虛擬路由冗余協議VRRP技術，闡述了氣象寬帶網絡的建設需求，使用主流成熟的先進技術，給出了詳細的寬帶網絡設計說明，確保網絡安全高效的運行、監控及管理，提高監測預警實時數據傳輸時效性，實現氣象觀測和氣象預報加多樣化和精細化，能很好的滿足青海省現有業務機未來一段時間的發展需要。

關鍵詞：VRRP 寬帶網絡 氣象通信 設計

中圖分類號：TN915.04 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）09-0169-01

隨著氣象事業的快速發展，氣象觀測和氣象預報更加多樣化和精細化，觀測資料以及預報產品的數據量迅猛增長，如何提高監測預警實時數據傳輸時效性，實現自動氣象站觀測資料、雷達資料和臨近預報產品及時到達省、市州、縣預警平臺上，不僅要有足夠的網絡寬帶、鏈路冗余，還要求能應對突發流量、業務分流、故障自動切換等，達到可靠性標準。

1 VRRP技術簡介

VRRP又叫做備份路由協議，可與局域網內的一組路由器共同組成一個虛擬路由器，稱之為一個備份組，就是將一個虛擬路由器的責任動態分配到局域網上的VRRP路由器中。其中控制虛擬路由器IP地址的VRRP路由器稱之為主路由器，其主要作用就是負責轉發數據包到這些虛擬IP地址中。在對信息進行傳遞的過程中，如果發現主路由器不能正常傳輸，此時就可以將備份路由器轉化為新的主路由器進行使用，這種選擇過程就提供了動態的故障轉移機制，這就允許虛擬路由器的IP地址可以作為終端主機的默認第一跳路由器。

2 氣象寬帶網絡設計與實現

2.1 新建地面寬帶網

在現有氣象地面寬帶網絡的基礎上，新建一套省、市州MPLS VPN地面寬帶網。通過對現有的地面廣域網絡系統進行升級改造，根據需要對省、市州、縣三級氣象部門的網絡接口和網絡管理設備、租用公共電信線路資源逐步提高網絡接入速率來實現。

2.2 更新網絡接口以及網絡管理設備

分別在省、市州氣象局內各部署1臺路由器以及1臺流量管理設備，各個接入點可以通過路由設置來實現主網絡以及備份網絡的負載分擔和備份工作，一旦單條接入線路出現故障問題，可以將業務數據信息匯集到另一條線路上進行降級傳輸（根據需要減少數據種類、數據量或者是降低傳輸速率）。

2.3 提升租用公共電線網絡帶寬

在青海省氣象局接入一條25Mbps MPLS VPN鏈路，分別在9個市州局各接入1條6Mbps MPLS VPN鏈路，同時與現有的MSTP地面寬帶網到互為熱備，滿足中小河流治理和山洪地質災害防治和易災區生態環境綜合治理氣象保障相關業務所需資料傳輸、省際和省內共享、電視會商和管理信息傳輸等需求。

（1）路由協議部署。使用OSPF動態路由協議打通全網，并在網各州到省信息中心網絡上引入直連路由。

（2）OSPF設計OSPF區域劃分。因青海省氣象局內的大型廣域網設備數量較多，因此規定省級核心路由作為ABR，將省級氣象部門的相關業務的接口加入到OSPF區域內，而與各個市州連接的接口則加入到了響應規劃的區域中。

（3）OSPF Router-id設置。OSPF需要使用唯一的Router ID標識每一臺路由器，建議相關網絡設備的Loopback地址作為其OSPF Router ID。

（4）OSPF端口模式。所有設備相連的三層OSPF端口全部配置成P2P模式。

（5）OSPF報文路徑選擇。所有無關接口禁止OSPF發送相關報文。例如：silent-interface vlan11。

（6）OSPF認證。啟用鄰居互聯認證即接口下密文認證。認證方式為：md5認證密鑰為：zsrh。

3 寬帶網絡方案設計

項目建設在充分考慮了我省廣域網絡的現狀和未來的應用實際基礎，在保持原網絡系統正常運行的情況下，通過項目的實施，網絡設備升級省級核心路由設備、優化信息中心機房核心設備連接線纜，有效提高中心機房核心網絡設備之間的路由選擇效率和防路由環路能力。對原有的省級廣域網核心路由器、市（州）、縣級接入路由器和局域網核心交換機根據業務新建需求進行軟件版本的升級，全面提高整個網絡的數據交換能力和通信協議兼容性。

3.1 氣象網路拓撲

在省內氣象廣域網絡系統，省級中心、市州級作為對等的節點連接至運營商提供的MPLS VPN網絡之中，通過路由設計實現MPLS VPN和MSTP（已有）兩套網絡的負載分擔和熱備份。省級MPLS VPN接入線路帶寬均為25～360Mbps；市州級MPLS VPN接入線路帶寬達到2-10Mbps。不同的業務通過在接入節點防火墻配置靜態路由指向MPLS VPN或MSTP接入線路，當單條接入線路出現故障，業務數據可通過另一條線路進行傳輸。

3.2 線路帶寬升級

對中國電信MSTP省級—市（州）級主線路由現用的6Mbps升級到16Mbps，市（州）--縣級MSTP主線路由現用的4Mbps提升到8Mbps，提升省級廣域網接入帶寬。新建中國移動MPLS VPN線路市州-縣4 Mbps的備份線路，使得市（州）級和縣級通過廣域網訪問省級的各種資源明顯改觀。

3.3 優化全網網絡路由策略和網絡拓撲結構

取消原來核心交換和路由之間的靜態路由配置，所有互聯設備之間啟用OSPF動態路由，在條件容許的情況下，所有核心互聯設備之間啟用光纖模式，在省級、州級、縣級核心互聯設備之間啟用OSPF協議以及VRRP協議，以實現主備設備以及線路之間的完全熱備份功能。利用省、市（州）路由器之間的流量控制設備，通過相關網絡路由策略和流量分配策略，實現對傳輸在省—市（州）之間的IP數據包進行流量控制和優化，并作帶寬保障。使雙線路同時投入業務使用，承載數據流，打造氣象信息高速廣域網絡。

參考文獻

[1]羅定福，陳永松.VRRP多備份的設計與實現[J].齊齊哈爾大學學報，2012（7）.

[2]夏棟梁，朱沛炎.基于VRRP技術的校園網冗余設計與實現[J].網絡安全技術與應用，2011（8）.