市級氣象信息化網絡系統設計

摘 要：【目的】隨著氣象觀測自動化和業務信息化的逐步推進，監測和傳輸的氣象數據呈幾何倍數增長，對網絡傳輸系統的承載能力提出了更高的要求，因此需要構建一個穩定、可靠、安全的網絡系統。【方法】結合氣象高質量發展的信息化要求和聊城市氣象局的實際業務需求，在系統建設方面，通過線路冗余、堆疊技術、鏈路聚合等措施保證線路傳輸的穩定性。在后期運維方面，通過動環系統和eSight納管實現機房物理環境、網絡設備狀態、線路通斷情況的實時監控。【結果】運用線路冗余、核心交換機堆疊措施，避免了線路故障、單點故障對業務運行的影響；鏈路聚合技術提高了骨干鏈路的帶寬和可靠性，有效保證了業務正常運行；動環系統和esight納管實時監控機房環境、設備及線路狀態，便于運維人員收到報警后快速定位排查，提高故障處理效率。【結論】基于業務的實際需求，完成了聊城市氣象局網絡系統在建設和運維兩個方面的部署，確保了氣象業務7×24 h的穩定運行。

關鍵詞：氣象信息化；網絡系統；網絡運維

中圖分類號：TN915.02 文獻標志碼：A 文章編號：1003-5168（2024）18-0014-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.18.003

Design of Municipal Meteorological Information Network System

YU Chuanyang LI Nan LI Xueyuan LIU Xuechuan

（Liaocheng Meteorological Bureau， Liaocheng 252000， China）

Abstract：[Purposes] With the gradual advancement of meteorological observation automation and business informatization， the monitoring and transmission of meteorological data has increased geometrically， which puts forward higher requirements for the carrying capacity of the network transmission system， so it is necessary to build a stable， reliable and safe network system. [Methods] Combined with the informatization requirements of high-quality meteorological development and the actual business needs of Liaocheng Meteorological Bureau， in terms of system construction， the stability of line transmission is ensured through measures such as line redundancy， stacking technology and link aggregation， and in the later operation and maintenance， real-time monitoring of the physical environment， network equipment status， and line on/off of the computer room is realized through the dynamic environment monitoring system and eSight management. [Findings] Line redundancy and core switch stacking measures are used to avoid the impact of line faults and single points of failure on service operation， and link aggregation technology improves the bandwidth and reliability of backbone links， effectively ensuring the normal operation of services. The dynamic environment monitoring system and eSight can realize the real-time monitoring of the environment， equipment， and line status of the data center， which is convenient for operation and maintenance（O&M） personnel to quickly locate and troubleshoot after receiving alarms， and improve fault handling efficiency. [Conclusions] Based on the actual needs of the business， the deployment of the network system of Liaocheng Meteorological Bureau in construction and O&M was completed to ensure the stable operation of meteorological services 7 × 24 h.

Keywords： meteorological informatization; network system; network O&M

0 引言

隨著信息技術水平的提高，氣象事業逐步向觀測自動化和業務信息化發展。觀測參數更加豐富，觀測頻次較人工觀測倍增［1］，業務傳輸更加頻繁，監測精密帶來的海量數據資源對于網絡承載能力提出了更高的要求。

2022年，國務院印發《氣象高質量發展綱要》［2］，明確提出打造氣象信息支撐系統，研究建設固移融合、高速泛在的氣象通信網絡。同年，山東省氣象局提出《山東省氣象信息化發展規劃》，在信息網絡部分部署了提高通信網絡傳輸能力和提升網絡安全保障能力等重點任務。

本研究在聊城市氣象局近期完成的網絡系統綜合布線改造及業務升級后，對聊城市氣象信息化網絡系統的建設與部署進行總結和梳理。

1 網絡系統建設

網絡的可靠性直接影響氣象部門的服務質量和效率［3-4］，聊城市氣象局對網絡系統建設具有以下實際需求：[①]承載能力強，滿足大量監測數據傳輸。[②]穩定可靠，確保監測數據順利傳輸。[③]滿足安全需求，保證氣象數據安全傳輸。[④]后續易于維護管理，便于后期發生排障時能夠短時間修復。[⑤]具有一定的升級拓展能力，便于系統的升級、擴充。

1.1 網絡拓撲

聊城市氣象局作為省—市—縣數據傳輸的中間節點，網絡系統的線路拓撲如圖1所示。由氣象內網專線、電子政務內網、電子政務外網這三部分線路組成，其中氣象內網與省、縣氣象局互聯互通，承載著數據傳輸及業務系統網絡流量。

為了提高網絡線路的穩定性，省—市—縣氣象內網設備之間添加冗余線路，目前，省—市建成雙運營商互為備份的三條線路承載架構，聯通20 Mbps MSTP線路、聯通200 Mbps UTN及電信100 Mbps MSTP線路，總帶寬320 M；市—縣建立雙運營商自動切換的兩條傳輸線路，移動100 Mbps MSTP線路和聯通100 Mbps MSTP線路，總帶寬200 M。確保省—市—縣氣象部門之間穩定的業務傳輸。

1.2 堆疊技術

網絡系統最擔心的便是單點故障，尤其是具有分發任務的主節點，往往會導致高可靠性系統形成整體故障。堆疊是目前廣泛應用的橫向虛擬化技術，能夠提升可靠性［5］，擴展端口數量，增大帶寬［6］。

為了提高網絡的穩定性和單節點設備的可靠性，聊城市氣象局核心交換機額外添加備份設備，將兩臺華為S7706交換機進行堆疊，如圖2所示。通過冗余的方式增加網絡系統的高可用性，當一臺交換機故障時，另外一臺交換機自動接管故障設備上的所有業務，做到業務的無損切換，提升鏈路可靠性及鏈路帶寬。當故障處理后，流量會自動切換到正常的鏈路。

1.3 鏈路聚合

為提高骨干鏈路的帶寬和可靠性，滿足日益增長的業務需求，在不進行硬件設備升級的條件下，將多條以太網物理鏈路進行以太網鏈路聚合捆綁在一起，形成邏輯鏈路。當某條鏈路出現故障時，流量可以切換到其他可用的成員鏈路上，且各成員鏈路可相互備份。在一個鏈路聚合組內，可以實現在各成員活動鏈路上的負載分擔，從而實現增加鏈路帶寬、提高可靠性、負載分擔的效果。以太網鏈路聚合原理如圖3所示。

在兩側交換機上分別創建Eth-Trunk聚合組并加入成員接口，通過Interface eth-trunk 1命令創建ID為1的Eth-Trunk聚合接口，trunkport gigabitethernet 0/0/1 to 0/0/4，將GE0/0/1至GE0/0/4四個成員接口加入Eth-Trunk1聚合接口中。配置Port link-type trunk、port trunk allow-pass vlan 100 200和load-balance src-dst-mac命令允許vlan100和vlan200通過并基于源MAC地址與目的MAC地址進行負載分擔。在任意視圖下運行display eth-trunk 1命令，檢查Eth-Trunk 1聚合組是否創建成功、是否正確加入成員接口及接口狀態是否Up。

2 網絡系統運維

網絡系統構建完成并投入使用后，隨著后期業務的發展和實際需求的增加，網絡設備和鏈路數量會逐步增多，促使網絡系統環境更加復雜，給后續運維人員增加許多的麻煩和困難［7］。如何在這個復雜系統中做到全面、準確、快速地了解業務機房運行情況，及時、有效地排查網絡故障，也是網絡系統建設亟須解決的問題［8］。

2.1 動環監控系統

動力環境監控系統是對機房的環境及動力環境進行監控的一套軟硬件設施。可以實現設備正常運行狀態監測、異常運行狀態預測、在線智能故障診斷等功能。

聊城市氣象局采用安之源AZY-DCMS動力環境監控系統，如圖4所示。通過對市局業務機房運行狀態進行UPS電池組監測、空調監測、配電監測、環境監測，實現機房設備運行管理全方位的實時監控，極大提高設備運行維護水平。

2.2 eSight實時監控系統

簡單網絡管理協議（Simple Network Management Protocol，SNMP）是廣泛應用于TCP/IP網絡的網絡管理標準協議，具有普遍適用性。eSight V300R010C00SPC500軟件是華為公司基于SNMP協議推出的一體化融合運維管理平臺，可以用來監測設備運行情況及線路通斷情況。

為進一步完善網絡運維，達到快速定位故障根源，提高處理效率的目的［9］。聊城市氣象局搭建一臺專用服務器，運行eSight軟件來實現網絡設備和線路的實時監控。在需要管理的設備上配置snmp-agent、snmp-agent sys-info version v2c命令使能SNMP Agent和配置設備SNMP版本為SNMPv2，為了保證eSight能正常納管設備，MIB視圖需要包含iso節點，iso-view 為設置的MIB視圖名稱，并配置snmp-agent mib-view included iso-view iso命令。通過snmp-agent community read Huawei@345 mib-view iso-view和snmp-agent community write Huawei@345 mib-view iso-view兩條命令配置Huawei@345為讀寫團體字，與圖5 eSight設備增加操作過程中的讀寫團體字保持一致。

通過SNMPv2讀寫團體字的方式對設備進行納管后，Esight實時監控效果如圖6所示。可根據顏色狀態判斷設備運行狀態，管理員可在收到告警后直接對故障源進行定位排查，極大提高了故障處理效率。

3 結語

氣象信息化是氣象事業高質量發展的支撐和保障，根據氣象高質量發展信息化要求和聊城市氣象局實際的業務需求，聊城市氣象局通過線路冗余、堆疊技術和鏈路聚合等措施保證線路傳輸的穩定性，通過動環系統和eSight納管實現機房物理環境、網絡設備狀態、線路通斷情況的實時監控。網絡系統在建設和運維兩個方面的部署確保了氣象業務7×24 h的穩定運行，期望能夠緊跟當前互聯網發展形勢，為氣象事業高質量發展保駕護航。

參考文獻：

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［2］ 王亮.國務院印發《氣象高質量發展綱要（2022—2035年）》［N］.中國氣象報，2022-05-20.

［3］ 趙勇，趙淑芳.市級氣象局通信網絡高可靠性設計與構建［J］.氣象科技，2011，39（4）：498-501.

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［5］ 張敏，韓波，許翔，等.一個信息中心網絡優化方案的設計［J］.電腦知識與技術：學術版，2023，19（9）：82-84.

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［7］ 李敏，張曉磊，廉逸晗.興安盟氣象局信息網絡監控系統的設計與實現［J］.網絡安全技術與應用，2017（7）：107-108.

［8］ 鐘磊，鄧鑫，馬強，等.基于SNMP的氣象網絡監控系統設計與實現［J］.氣象與環境科學，2023，46（2）：101-105.

［9］ 凌予杰.周口市氣象局網絡實時監控系統的設計與實現［J］.計算機光盤軟件與應用，2010（9）：155-155.