計算機系統在電視網絡工程中的應用

王傳紅

（黑龍江蘿北縣軍川農場廣播電視局，黑龍江 蘿北 154244）

1 電視網絡通信結構

電視站采用集中控制的方式，為了保證整個計算機監控系統的數據流時刻處在一個安全、可靠的交換狀態，為其選擇一個技術先進、可靠性高、容易實施、具有較高性價比的網絡結構就顯得尤為突出。任何一個以太網都是由計算機上的網絡適配器、傳輸通道和網絡設備組成。首先，不能因為某個網絡適配器工作不正常就影響整個網絡的通信，所以，在每個計算機上的網絡適配器必須是冗余的；其次，也不能因為某條傳輸通道的失效，或者某個網絡設備的失效就影響整個計算機網絡的正常通信，所以，傳輸通道和網絡設備也必須是冗余的；甚至當整個以太網失效時，也要考慮采用其他網絡來實現信息的傳輸。因此，利用冗余的網絡適配器、冗余的傳輸通道、冗余的網絡設備，最終就構成了多重冗余的網絡結構。只有這樣才能達到網絡結構安全、可靠和高效的目的。目前，常見的網絡拓撲結構主要包括星型、總線型、環型、雙星型和雙環型。星型網絡布線簡單，管理方便，直接通過背板交換，交換速度快，但缺點是沒有冗余，且中央交換機風險過于集中；環型網絡允許光纖出現一處斷點，發生鏈路故障時，網絡自動在500ms 之內切換到總線，缺點是屬于簡單冗余，當某一交換機發生故障時，會導致單點網絡故障；雙星型冗余網絡，允許交換機、光纖、網線(網卡)三種故障，直接通過背板交換，交換速度快。缺點是布線復雜，成本高，而且冗余實際上是通過軟件編程實現的，切換時間與軟件編程有較大關系；雙環網冗余網絡，允許交換機、兩處光纖、網線(網卡)四種故障，是常用的高級工業冗余網絡，布線較雙星型簡單，成本也低于雙星型，鏈路故障恢復時間小于500ms，其他故障取決于軟件。因此綜合考慮，電視站計算機監控系統采用了雙環網型的網絡結構，如圖1 所示。

2 電視站與梯調之間的通信結構

電視站與梯調通信采用光纖專線通道和衛星通道兩者互為備用的方式，較大地提高了可靠性。梯調到電視站衛星鏈路模式為：集控主機→交換機→加密裝置→集控路由器→集控三層交換機→集控衛星網關機→電視站衛星網關機→電視站路由器→電視站加密裝置→電視站交換機→電視站通訊機。集控到電視站光纖鏈路模式為：集控主機→交換機→加密裝置→集控路由器→SDH 專線通道→電視站路由器→電視站加密裝置→電視站交換機→電視站通訊機。其中集控路由器采用CISCO2600 系列路由器，縱向認證加密裝置選用南京南瑞集團公司的syskeeper2000，三層交換機選用CISCO3560 系列交換機，電視站路由器采用CISCO2800 系列。如何實現電視站與梯調之間的通信，在靜態路由和動態路由的選擇上，做了一番探討，下面作簡要介紹。

電視站光纖鏈路采用的是OSPF 動態路由協議配置，而衛星鏈路采用靜態路由協議配置。靜態路由是手工配置，具備動態路由功能的路由器能自動建立自己的路由表。靜態路由是指由網絡管理員手工配置的路由信息。當網絡的拓撲結構或鏈路的狀態發生變化時，網絡管理員需要手工去修改路由表中相關的靜態路由信息。靜態路由信息在缺省情況下是私有的，不會傳遞給其他的路由器。當然，網管員也可以通過對路由器進行設置使之成為共享的。靜態路由一般適用于比較簡單的網絡環境，在這樣的環境中，網絡管理員易于清楚地了解網絡的拓撲結構，便于設置正確的路由信息。使用靜態路由的另一個好處是網絡安全保密性高。動態路由因為需要路由器之間頻繁地交換各自的路由表，而對路由表的分析可以揭示網絡的拓撲結構和網絡地址等信息。因此，網絡出于安全方面的考慮也可以采用靜態路由。

圖1

動態路由器上的路由表項是通過相互連接的路由器之間交換彼此信息，然后按照一定的算法優化出來的，而這些路由信息是在一定時間間隙里不斷更新，以適應不斷變化的網絡，以隨時獲得最優的尋路效果。為了實現IP 分組的高效尋路，IETF 制定了多種尋路協議。其中用于自治系統（AS:Autonomous System）內部網關協議有開放式最短路徑優先（OSPF：Open Shortest Path First） 協議和尋路信息協議（RIP：Routing Information Protocol）。所謂自治系統是指在同一實體（如學校、企業或ISP）管理下的主機、路由器及其他網絡設備的集合。還有用于自治域系統之間的外部網絡路由協議BGP-4等。大型和復雜的網絡環境通常不宜采用靜態路由。一方面，網絡管理員難以全面地了解整個網絡的拓撲結構；另一方面，當網絡的拓撲結構和鏈路狀態發生變化時，路由器中的靜態路由信息需要大范圍地調整，這一工作的難度和復雜程度非常高。

因此，綜合考慮電視站的實際情況，光纖鏈路路由采用OSPF 動態路由進行配置，衛星鏈路采用靜態路由進行配置。

3 電視站與調度之間的通信結構

圖2 調度網絡結構圖

調度網絡結構如圖2 所示。調度數據網的兩個通道通過兩個路由器接入電視站通信機房。然后分別通過縱向加密裝置和縱向互聯防火墻接到電視站控制區和非控制區。控制區通過互聯交換機以雙通道接入遠動裝置、穩控子站和PMU 子站；非控制區也通過互聯以雙通道接入電能量采集裝置和保信子站。在控制區和非控制區之間用橫向互聯防火墻加以隔斷，保證控制系統的數據安全。其中，控制區和非控制區的交換機均采用H3C LS-5500-28C-EI，縱向加密認證裝置采用SysKeeper-2000 縱向加密認證網關，縱向互聯防火墻和橫向互聯防火墻采用東軟NetEye FW5120-GD 型防火墻。

4 結語

本文基于電視站網絡結構，重點介紹了電視站內計算機監控系統網絡結構、電視站與梯調通信結構、電視站與調度通信結構，展示了計算機監控系統網絡各層次的結構配置，通過電視站的實際穩定運行，證明本文給出的網絡配置是有效的，對今后類似工程有一定參考價值。