建好基礎設施，為電廠信息化打造先進平臺 —山西古交發(fā)電廠網(wǎng)絡及綜合布線系統(tǒng)

2013-11-29 11:08:19 電力信息化　點擊量：評論 (0)

摘要：本文以山西古交發(fā)電廠新建工程的MIS系統(tǒng)為案例，重點討論了電廠的網(wǎng)絡、綜合布線系統(tǒng)的設計和實施。方案從古交電廠MIS的目標出發(fā)，提出了成功建設發(fā)電企業(yè)網(wǎng)絡系統(tǒng)的設計思路和詳細方案，總結了方案的特點

二、網(wǎng)絡系統(tǒng)設計
網(wǎng)絡平臺是MIS系統(tǒng)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，是信息系統(tǒng)的基礎設施。MIS系統(tǒng)的全部應用都是通過網(wǎng)絡平臺完成信息傳輸和交換的，標準的網(wǎng)絡平臺由傳輸設備、交換設備、接入設備、網(wǎng)絡互連設備、布線系統(tǒng)、網(wǎng)絡操作系統(tǒng)和測試設備等組成。
1.       設計要求
根據(jù)古交發(fā)電廠的對計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)的應用需要以及MIS系統(tǒng)建設的有關規(guī)定和要求，古交發(fā)電廠的計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)，采用“客戶機/服務器”（C／S）與“瀏覽器／服務器”（B／S）相結合的體系結構，首要目的是實現(xiàn)電廠內(nèi)部的信息和資源共享，此外一方面應能方便地與上級主管部門及其他系統(tǒng)內(nèi)單位交換信息，另一方面，能與Internet連接，支持移動用戶及遠程用戶的應用需求。
在技術上，系統(tǒng)的設計應充分體現(xiàn)先進性、開放性、安全性、適用性及易擴充性，采用先進成熟的網(wǎng)絡技術和符合標準的網(wǎng)絡協(xié)議、安全可靠的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，網(wǎng)絡系統(tǒng)易于升級，同時便于分步實施，網(wǎng)絡的傳輸速率能滿足MIS系統(tǒng)應用的要求。
計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)主要是為管理信息系統(tǒng)的應用服務，因此，在網(wǎng)絡建設中，設備及軟件的選型應根據(jù)管理信息系統(tǒng)的需求來確定，在滿足系統(tǒng)應用需求的前提下，力求經(jīng)濟、先進，同時技術、性能指標應恰當，能滿足系統(tǒng)在未來幾年內(nèi)的應用要求。

2.       設計原則
網(wǎng)絡系統(tǒng)的設計遵循先進性、開放性、安全性、經(jīng)濟實用性和可擴充性相協(xié)調(diào)的原則。
先進性：采用先進成熟的網(wǎng)絡技術進行組網(wǎng)，支持數(shù)據(jù)、語音、視頻圖像等多媒體的應用。
開放性：采用符合ＩＳＯ以及相關標準的網(wǎng)絡協(xié)議，選用符合ＩＳＯ以及相關標準的網(wǎng)絡設備。
安全性：關鍵設備采用冗余設計，以確保網(wǎng)絡系統(tǒng)設備的運行安全；采用用戶口令識別和訪問權限控制來保護網(wǎng)絡資源的安全；采用防火墻技術來隔離內(nèi)部網(wǎng)絡和公眾網(wǎng)絡，阻止或減少來自外界的侵害。企業(yè)內(nèi)部財務網(wǎng)絡通過網(wǎng)關與廠MIS網(wǎng)連接，實現(xiàn)用戶權限限制及數(shù)據(jù)過濾，確保財務系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性。管理信息系統(tǒng)（MIS）同實時系統(tǒng)間設立網(wǎng)關，確保電廠生產(chǎn)不受外界干擾。
經(jīng)濟實用性：從經(jīng)濟實用出發(fā)，充分滿足目前的應用需求并考慮今后企業(yè)發(fā)展的需要來選擇設備，使用有限的投資建設一個性能優(yōu)良的網(wǎng)絡系統(tǒng)。
擴充性：在方案設計中充分考慮系統(tǒng)擴展和升級的能力，選用具有良好的升級能力和可擴展性能的設備，以利于今后系統(tǒng)擴展的需要。

3.       主干網(wǎng)絡技術主要考慮的因素
帶寬、延時和多層交換性能：隨著用戶端計算機處理速度的提高和用戶應用需求的不斷增加，如多媒體應用，分布式查詢，遠程辦公等，對網(wǎng)絡傳輸速率要求越來越高，這些都要求網(wǎng)絡提供更高的帶寬和更低的延時，同時網(wǎng)絡上的流量變化也變得越來越難以預測，這就需要有更大的交換吞吐能力來處理網(wǎng)絡主干上的信息流量。
虛擬組網(wǎng)和多層交換：為了保證網(wǎng)絡系統(tǒng)的高效安全運行，必須利用虛擬組網(wǎng)和多層交換技術，對整個網(wǎng)絡實施安全隔離、安全訪問控制和網(wǎng)絡規(guī)劃管理等各種服務。
網(wǎng)絡建設費用：要求全面考慮所采用的網(wǎng)絡技術，保證在的整個網(wǎng)絡生命周期內(nèi)，可以使網(wǎng)絡的總擁有成本最低?？倱碛谐杀景ňW(wǎng)絡系統(tǒng)本次建設費用、網(wǎng)絡運行維護費用、人員培訓費用和網(wǎng)絡升級等費用。這就要求所采用的網(wǎng)絡技術不但要滿足網(wǎng)絡應用需要，而且能夠從整體上降低網(wǎng)絡的建設、培訓維護和升級的費用。

4.       網(wǎng)絡系統(tǒng)層次結構設計
根據(jù)發(fā)電廠廠區(qū)內(nèi)各建筑物的物理分布情況和對網(wǎng)絡建設的要求，古交電廠采用集中結合分布模式建網(wǎng)，考慮到兩種模式建網(wǎng)的特性，力求充分利用兩種模式的優(yōu)點。因此，我們把電廠企業(yè)網(wǎng)分為核心網(wǎng)絡層和分布接入層。
核心層主要作用是提供高速傳輸和數(shù)據(jù)的訪問。分布層主要完成網(wǎng)絡流量的控制機制以使骨干網(wǎng)和用戶接入網(wǎng)隔離開來。
核心層位于綜合辦公/服務樓的信息中心機房，聚合來自綜合辦公/服務樓和廠區(qū)內(nèi)其它各建筑物的網(wǎng)絡流量，包括電廠的服務器和Internet接入系統(tǒng)。核心網(wǎng)絡層主要負責處理網(wǎng)絡核心層的路由交換處理、安全訪問控制。網(wǎng)絡核心層應該具有大的數(shù)據(jù)交換吞吐能力、多層路由交換能力、智能管理。核心層設備應該是高性能的交換機，可實現(xiàn)線速度的交換傳輸，具備高帶寬、高可靠性。
分布接入層位于網(wǎng)絡核心層以外，它應同時具有分布層和接入層網(wǎng)絡的功能。它將各樓內(nèi)的桌面工作站和工作組服務器接入核心層網(wǎng)絡，由交換中心和位于廠區(qū)各建筑物內(nèi)分布接入層交換機構成。要求高端口密度，可連接大量用戶設備，每個端口價格相對較低，為發(fā)電廠綜合辦公樓層與層之間、部門與部門之間、乃至辦公室與辦公室之間提供強大的數(shù)據(jù)轉發(fā)能力，并為所有端口提供無阻塞的多協(xié)議第三層交換，提供足夠大的系統(tǒng)冗余，提供精簡合理的配置，并將第三層交換的智能服務分布在每個樓層的每個部門的每個辦公室，從而達到提高網(wǎng)絡的整體性能，簡化網(wǎng)絡的結構、配置、維護與管理的目的。這種結合模式的網(wǎng)絡結構具有良好的擴展性、適應性和可伸縮性。當各樓層和建筑物內(nèi)的端口數(shù)量增加時(超過現(xiàn)有交換機端口數(shù))我們可以利用路由交換設備良好的可擴展性和伸縮性的功能，采用增加低端高性能工作組交換機接入來適應網(wǎng)絡的發(fā)展。

5.       千兆以太網(wǎng)方案設計
網(wǎng)絡核心層交換機位于信息中心機房內(nèi)，網(wǎng)絡核心層交換機的功能是聚合來自分布層交換機的網(wǎng)絡流量，并且直接連接電廠局域網(wǎng)的主機、路由器和Internet防火墻，主要負責處理網(wǎng)絡核心層的路由交換處理、安全訪問控制和服務質量保障。
古交發(fā)電廠的核心交換機采用第三層交換機、它能同時支持10/100以太網(wǎng)端口、100FX快速以太網(wǎng)端口和千兆比特網(wǎng)端口。核心交換機的配置要求：
配置2個12端口千兆以太網(wǎng)模塊，其中16個端口通過光纖連接位于廠區(qū)內(nèi)其它建筑物內(nèi)的網(wǎng)絡分布層交換機，剩余端口用于接入高性能服務器。
配置一塊路由交換處理模塊，為本機和下連的分布接入層交換機所有端口提供線速，無阻塞的多協(xié)議第三層交換。
設置方式：將所有下連分布接入層交換機的千兆以太網(wǎng)接口單獨劃分為一個虛擬網(wǎng)，便于對千兆以太網(wǎng)主干上的網(wǎng)絡交通進行管理與控制；同時可將每個服務器連接端口單獨劃分一個虛擬網(wǎng)絡，以便于控制和管理每個服務器的交通流量；另外可將連接Internet防火墻的端口單獨劃分為一個虛擬網(wǎng)，可增強Internet訪問的控制和管理能力；利用高性能第三層交換能力在虛擬網(wǎng)之間提供無阻塞路由交換，路由協(xié)議采用的是OSPF，并根據(jù)網(wǎng)絡安全策略配置安全訪問控制。

6.       分布接入層網(wǎng)絡系統(tǒng)
古交發(fā)電廠局域網(wǎng)分布接入層位于網(wǎng)絡核心層以外，從物理位置上來說，分布接入層交換機位于建筑物內(nèi)信息點密集的地方，聚合和分布來自各樓層的交通流量，并向上接入信息中心的核心交換機。為了充分保證網(wǎng)絡的整體性能，分布接入層交換機應具有較大的網(wǎng)絡吞吐能力，多層路由交換、安全訪問控制能力。同時它最好具有較高的端口密度，較低的每端口價格，這樣它就可以作為電廠的接入層交換機，連接服務器和桌面工作站。
a)綜合辦公樓的接入層交換機：
綜合辦公樓的分布接入層交換機位于綜合辦公樓設備交接間。分布接入層交換機配置一塊引擎模塊，帶有２個千兆以太網(wǎng)接口可以配置成全雙工方式連接網(wǎng)絡核心層交換機。分布接入層交換機配有100M端口，用于連接綜合辦公樓內(nèi)桌面工作站。
b)廠區(qū)內(nèi)其它建筑物內(nèi)的接入層交換機
根據(jù)廠區(qū)其它建筑物內(nèi)的信息點分布情況，采用分布接入層交換機直接連接樓內(nèi)的桌面工作站和工作組服務器的方式，為用戶提供100M到桌面的網(wǎng)絡連接。分布接入層交換機應具有100M以太網(wǎng)端口速度，另外還要具有支持千兆以太網(wǎng)或快速以太網(wǎng)多模或單模光纖上聯(lián)端口。