2018年渠縣氣象局遷站之辦公系統訪問解決方案

劉鑫煉 陳小均

摘要：針對目前多數因城市發展太快，基層氣象觀測場環境遭到破壞被迫搬遷，搬遷后的臨時辦公地點無法訪問工作相關網站資料，給辦公帶來極大不便。為實現異地訪問辦公系統，該文介紹了運用網絡的數據包傳輸規律，根據特定網站的需求，建立定制的VPN連接，就能快速安全的訪問氣象內網工作相關網站及各類氣象監測與預報信息等，為搬遷臺站的臨時辦公地點網絡故障問題奠定了基礎。

關鍵詞：VPN MRU MTU；辦公系統；以太網

中圖分類號： 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2019）04-0040-02

1概述

因觀測環境以及城市規劃變化，2018年底，渠縣氣象局觀測場進行了搬遷。新老觀測場的觀測數據，需要對比觀測1年，均有專門的內網專線進行數據傳輸。局辦公臨時設在縣政務中心，只有互聯網線路，無法訪問氣象辦公內網，尤其是中國氣象局辦公系統。

通過電腦建立VPN連接，連接到氣象內網，省氣象局辦公系統（10.194.101.27）使用正常了，但不能打開里面嵌入的中國局web郵件（10.1.65.40）網頁。

省氣象局通過深圳深信服科技公司提供了一套解決方案，可供出差在外的筆記本使用，但是，該方案具有較大局限性，缺點有3個，一是操作系統，只能是WIN7系統下使用，不能用WIN10系統；二是IE瀏覽器最高只能是IE9，如果升級更高的版本，將不能連接；三是一旦連接后，訪問互聯網以及氣象辦公內網，均是通過該連接，容易造成擁堵，并占用市局互聯網帶寬。

在一個局域網內，該方案不適合長期使用，因此，我們需要研究一種新的解決方案來解決問題。

2技術分析

在局域網內和通過VPN撥號，均能ping通各個服務器，均能訪問普通網站、FTP以及共享盤。說明路由跳轉是沒有問題的，在內網能打開web郵件，通過vpn卻打不開。找到兩者的區別，就能解決問題。

2.1 OSI網絡通訊

網絡通訊，根據OSI模型共分七層。我們這里涉及的問題是網絡層與數據鏈路層。網絡層的主要功能是：通過TCP或UDP協議繪制網絡地圖，數據包自動選取合適的路徑傳輸。數據鏈路層的主要功能是：將從網絡層接收到的數據分割成特定的可被物理層傳輸的幀。

一個以太網數據幀的MTU的最大值為：1500，因此局域網內MTU值一般為1500，就是基于MAC最大封包的考慮。大多數IP包的大小都超過了1500byte，因此，為了能在MAC幀中傳輸，必須將IP包按1500長度來分片，變成適合傳輸的MAC幀。每一片的長度細化分為：IP頭占用20byte，ICMP頭占用8byte，所以ICMP包大小最大為1472byte。

在廣域網，大小超出設定規格的數據包將無法傳輸，操作系統會根據本機MTU值，自動將大小不符合要求的數據進行分包處理，然后進行傳輸。因此我們可以通過向中國局郵件網站（10.1.65.40）發送一個定長數據包，并且不允許操作系統更改其大小的方式，檢查該數據包能否被正常傳輸，如果數據包小于或等于該網站的MTU值，傳輸就能正常進行，而如果發送的數據包大于網站使用的MTU值時，傳輸就會失敗。這樣，我們就能通過多次嘗試，發送不同大小的數據包，最終得到網站的MTU大小，而這個數據再加上28字節的包頭信息，就得到了我們需要的最終MTU值。

2.2測試方案

在2個不同的網絡環境中，輸入命令“ping –l 1xxx –f 10.1.65.40”（xxx為不同的數字），對中國局郵件網站（10.1.65.40）檢測，找到它被固定的數據包長度。

參數含義如下：

–l 1xxx參數：發送一個定長數據包，1xxx是要測試的包大小， MTU一般在1300與1472之間，每一次測試將更換一次數值。

–f 參數：鎖定操作系統不會自動更改數據包大小

2.3測試結果

1）在氣象內網局域網內，最終測試得到的XX值為1472，根據規則加上28后，得到中國局郵件網站對MTU的要求是1500，而1500即為標準局域網的數據包長度如（圖1）。

2）在普通電腦VPN撥號連接后，最終測試得到的最大XX值為1372，根據規則加上28后，通過VPN連接訪問中國局郵件網站的最大MTU為1400，達不到之前測試的1500要求（圖2）。

3 解決方案

普通的windows系統建立vpn撥號連接，最大的MTU設置為1460，達不到1500，這就是造成打不開網站的原因。這里我們采用了RouterOS路由器對接路由器，利用RouterOS路由器具有大范圍調節MTU的功能，解決數據包的長度限制。（圖3）

步驟如下：

1）建立VPN服務器。普通路由器并不能實現VPN服務端的功能，因此市局路由器使用的RouterOS軟路由，該路由系統具備VPN服務端功能，而且可以定義修改非常多的設置。RouterOS是一種功能非常強大的電信ISP級別的軟路由，可搭配不同的計算機及配件，而實現不同的功能與性能。

作為設計為6個縣局提供連接的節點路由器，我們因地制宜的采用了配置為英特爾酷睿Q9500四核處理器，2G內存的電腦，配套的電源為臺達服務器電源，并配置了512M的CF卡作為硬盤（路由系統占用磁盤空間非常小），該配置為全集成，功耗低，穩定性非常好，可有效地保證7X24小時的穩定持續工作。

因為是提供網絡服務，所以我們還配置了英特爾I350-T4核心的服務器千兆網卡，intel i350-t4網卡還具有集成的硬件加速功能，能夠執行TCP/UDP/IP校驗和分載及TCP分段任務。這種核心的網卡主要是用于服務器和高端設備，數據吞吐性能比其他網卡好，使網絡系統I/O不再是網絡應用的瓶頸。

安裝RouterOS路由系統后，一臺功能強大而穩定的節點路由器組建完成，下面開始建立服務。

在市局路由器上，建立VPN服務，并將MRU/MTU由默認的1460修改為1500。如下圖4。

建立渠縣氣象局專用VPN賬號，并指定市局端和縣局端的對連IP，兩地的數據通信，均通過該IP進行中轉。如圖5。

2）在渠縣氣象局路由器上建立VPN客戶端連接，并設置路由。縣級這里，我們采用了一臺穩定性比較好的雙核Intel全集成電腦，已有一個集成千兆網口，并上面增加了一張雙千兆網口的英特爾82576芯片的服務器網卡。

在安裝好RouterOS系統后，建立VPN連接客戶端，并設置連接參數為1500。如圖6。

在路由表里面，將訪問辦公系統以及web郵件系統的IP網關跳轉，設置為VPN連接。如圖7。

3）測試連接。將電腦制作的專用路由器，安裝到渠縣氣象局臨時辦公區，小局域網內電腦均通過它進行網絡訪問。

首先測試網絡通斷，ping了中國局web網站10.1.65.40，通信正常。然后再次采用之前ping特定長度數據包的方式測試，得出和局域網內相同的結果，測試通過。

然后再次用瀏覽器打開辦公系統，打開里面的中國局web郵件鏈接，果然順利打開。

至此，通過了實地測試，成功地解決了渠縣氣象局為期一年的異地辦公無法訪問辦公系統的難題。

4 結束語

渠縣氣象局遷站之辦公系統訪問解決方案是在市局探測中心多年工作經驗的基礎上開發的，目的就是為了實現在只有互聯網的環境下訪問氣象內部局域網。在實際運行檢驗過程中，各項設計初衷均已達到，并不斷完善（比如WiFi功能）。

參考文獻：

[1] 成都網大科技.MikroTik RouterOS 應用實例講解[Z].

[2] Fall K R，Stevens W R.TCP/IP詳解·卷1：協議（英文版）[M].2版.北京：機械工業出版社，2012.

【通聯編輯：謝媛媛】