馬彪彪 甘彤 姜少波

（1.中國電子科技集團公司第三十八研究所 安徽省合肥市 230088）

（2.安徽省公共安全應急信息技術重點實驗室 安徽省合肥市 230088）

隨著我國城鎮化進程的加快和城市的快速擴張，多頭建設、信息孤島問題亟待解決。智慧城市是運用大數據、云計算、物聯網等新一代信息技術建設的資源功能高度集中的復雜系統，可以消除信息孤島，是未來城市信息化發展的方向。網絡是連接智慧城市各個節點的高速公路，是智慧城市建設的基礎，決定著智慧城市建設的成敗。

1 總體規劃

智慧城市的各類攝像頭、傳感器、服務器、交換機被部署在城市的各個角落，采集大量的監測數據，通過網絡將城市現實活動匯集成時間空間信息，或集中統一存儲，或進行大數據分析，形成多級聯動、態勢感知。所以，網絡是智慧城市系統得以實施、測試、運轉的前提。應綜合項目預算、融網策略、地理條件、點位分布等因素科學設計網絡建設總體規劃。

（1）提前搭建智慧城市最小網絡，驗證網絡總體規劃、組網方式、VLAN 劃分、IP 規劃、路由策略的可行性。避免實際組網時因需大量排查設備配置和運營商鏈路交叉問題而耽誤時間。

（2）網絡建設應優先于智慧城市其它子系統提前建設，特別是骨干網的搭建一般要提前2-3 周，以方便各應用子系統組網測試；

（3）在智慧城市建設初期先組建全網通網絡，待各應用子系統雛形初顯后再配置網絡安全設備安全策略，避免因網絡安全問題影響建設進度。

（4）繪制網絡拓撲圖，如骨干網絡拓撲圖、某分支網絡拓撲圖、某接入點原建網絡拓撲圖、某接入點改造后網絡拓撲圖等， 標明網絡類型、設備型號、端口號、IP 段等重要信息并根據實際施工情況做必要更新，方便后續問題排查。

（5）綜合經費預算、環境條件和保密級別，確定使用公有云還是私有云，若使用私有云，私有云地理位置是建設在政府機關還是運營商托管機房。

2 網絡節點

智慧城市各個信息點互聯互通是物聯網技術的一種體現形式。視頻監控作為物聯網最早，最重要的突破口，在車牌識別、身份識別、周界防范等領域應用已十分成熟，發揮著重要作用。因此，視頻監控一直是智慧城市建設中最重要的前端節點。除此之外，還有其它非監控傳感器節點、網絡融合點、云儲存節點、云計算節點、指揮中心節點、分控中心節點等。

（1）根據智慧城市規模和網絡節點分布，一般采用局部網絡自建并向運營商鏈路匯聚的方式，以解決各節點組網和遠距離傳輸問題。

（2）選擇當地市場占有率較高的運營商參與組網，以獲得較廣的網絡節點接入、穩定的節點網絡帶寬和堅實的技術支持；

圖1：某智慧城市網絡架構圖

圖2：某園區融合點網絡架構圖

（3）網絡節點VLAN 劃分、IP 分配應充分考慮冗余，避免在智慧城市建設過程中因更改設備IP 段帶來的重復性工作。

3 網絡架構

科學的網絡架構是智慧城市各子系統能夠正常運轉、聯動的關鍵。本節介紹一種典型的智慧城市網絡架構和某園區融合點網絡架構。

3.1 某智慧城市網絡架構拓撲圖

圖3：機柜布置圖

（1）骨干網主要由新建智慧專網、公安視頻專網、電子政務外網、各職能部門原建網絡、互聯網、社會橫向接入網等融合組成。根據實際應用需求和網絡安全考慮，確定融合網絡接入點和可達點。

（2）綜合考慮地理空間、網絡規模、帶寬壓力、運維方便、業務部門訴求等因素，除交通設備外，所有核心網絡設備和核心業務設備均托管在運營商IDC（互聯網數據中心）機房。

（3）公安視頻專網因保密程度高，以“專網專機專人”方式接入指揮中心，其它前端網絡如新建智慧專網、各職能部門原建網絡、社會橫向接入網等根據保密級別以專線或非專線形式接入核心路由，相關數據分級向上匯聚。

（4）交通部門因設備數量多、數據吞吐量大、業務復雜、對設備故障容忍度低等特點，應其要求，相關云存儲和應用設備直接建設在交警辦公大樓。

（5）在核心路由器和核心交換機之間、指揮中心和核心交換機之間分別建設安全網關，阻止前端和指揮中心對后端核心服務器的非法入侵。

3.2 某園區融合點網絡架構拓撲圖

（1）園區網絡架構主要由公安網、智慧城市專網、電子政務外網、互聯網、園區安防網融合組成，因保密級別不同，公安網、智慧城市專網、互聯網在物理上隔離。

（2）網絡采用模塊化設計，由接入層、匯聚層、核心層三層架構組成，每一層都有各自獨立且特定的功能，便于定位問題、簡化拓撲和后期擴展，安全性、可靠性和可管理性較高。

（3）設備選型上不追求高端，受條件限制，核心千兆交換無法滿足帶寬要求，采用鏈路聚合技術，將多個物理端口綁定為一個邏輯端口，既增加冗余又增大帶寬。

（4）因歷史原因導致的服務器組或其它IP 不便修改的設備，采用路由打通的方式，以避免修改IP 對業務帶來影響。

4 網絡安全

無論是自建局域網還是互聯網，網絡安全都是網絡建設的頭等大事。政府部門更是如此。基于人臉識別技術的嫌疑人追逃、基于電子警察和卡口系統的高清人車圖片、基于地理信息系統的實時車輛軌跡、基于智能監控系統的企業監測數據等涉及個人隱私或敏感信息的數據泄漏都會給當事人或政府帶來難以預知的嚴重后果。

（1）適當增加網絡安全設備預算，增加部署安全網關、防火墻、設備準入、日志審計等設備。安全設備要重點保護后臺核心服務器安全，阻止來自客戶端或前端的非法攻擊。

（2）嚴格設置防火墻、路由和端口隔離策略，控制設備準入及對網絡資源的訪問。根據用戶級別設定安全訪問機制，級別不同或無交叉業務的席位或設備不能互訪。

（3）通過大聯網、大集成和大平臺技術，為智慧城市提供統一的安全平臺，實現統一入口、統一認證、統一資源、統一功能、統一權限、統一日志和分級授權。

（4）根據政府體制機制調整，數據資源局應承擔網絡安全的主體責任，制定可行的指揮中心管理人員、坐席人員和維保人員工作紀律，禁止拍照和錄像，從源頭掐斷信息泄露的發生。

5 網絡施工

網絡施工應遵循先模擬后實際、先驗證后實施、先機房后鏈路、先骨干后分支的策略，為子系統和平臺的測試和應用提供支撐。

（1）取電先行。取電往往是點位施工中最耗時的環節，要歷經開戶、踩點、評估、施工等過程。沒有供電，網絡無從談起，要給國家電網預留充足的時間。

（2）盡早踩點。前端點位往往類別復雜、分布廣泛，要遵循先易后難的策略，提前踩點，現場留痕，詳細標記點位名稱、經緯度、相對位置、接入點等重要信息和運營商對接，避免重復踩點。

（3）后臺設備往往數量眾多、規格類似、不易區分，機房施工前要貼銘牌，注明服務器名稱、用途、規格、機柜號、機柜位置、IP 地址、網口號、功率等信息，方便施工人員施工和走線。

（4）要組織對運營商建設的骨干網絡和重要分支網絡實時帶寬的驗收，經驗表明，很多無法預知的問題都是因為運營商實時帶寬不足導致。

6 小結

未來的智慧城市，信息化基礎設置集約統一建設將成為趨勢。超高清視頻、超大數據吞吐、超快速度響應需求將呈爆炸性增長，高速、穩定、可擴展的基礎網絡將為智慧城市這一龐大的“系統的系統”提供堅實的業務支撐。上述方法已在某智慧城市網絡建設中進行了實踐，取得了良好效果，具有一定的示范意義。