电力调度数据网工程网络详细设计及实施方案.docx

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电力调度数据网工程网络详细设计及实施方案

四川电力调度数据网工程

网络详细设计及实施方案

中国软件与技术服务股份有限公司

ChinaNationalSoftware&ServiceCo.,Ltd.

2005.5.

6.2.VPN相关公共资源规划28

7.2.4.路由策略的使用34

1.网络总体方案设计

1.1.概述

本工程所建设的四川电力调度数据网络覆盖四川省调、成都、德阳、绵阳、广元、乐山、眉山、自贡、攀枝花、西昌、资阳、内江、宜宾、泸州、南充、广安、达川和巴中等地调，以及其他电厂、变电站共计152个站点，其中包括1个省调、17个地调、43个电厂及11个500kV变电所、80个220kV变电站。

其业务的流向主要为各个地调、各统调统分电厂、500kV变电站、220kV变电站流向省调。

网络采用路由设备组网，本工程建成后，该网络将承载EMS系统、电能量计量系统、水调自动化系统、电网动态稳定监控系统、电力市场支撑系统、保护故障信息系统以及RTU上网等，使四川电力调度数据更安全、可靠、实时地传送，以确保四川电网安全、可靠、稳定、经济的运行。

本工程按三层结构考虑：

核心层、骨干层和接入层。

核心层节点为：

四川省调（双节点）、乐山地调、自贡地调和南充地调节点，骨干层节点为剩余的14个地调级节点，接入节点设于电厂、500kV变电站和220kV变电站等，同时在核心节点及骨干节点处设置接入节点，提供当地用户业务的接入。

四川电力调度数据网络工程本次建设省调核心节点（双节点）、自贡、乐山、南充核心节点和成都、德阳、绵阳、广元、内江、宜宾、泸州、资阳、眉山、广安、达川、西昌、攀枝花、巴中骨干节点。

本网络的建设相对独立，与国家电力调度数据网络设在各省（市）的骨干节点设备背靠背连接接入华中电力调度数据网络。

运行维护管理方面，在四川电力调度通信中心设立四川电力调度数据网络的网管中心，负责电力调度数据网络的管理，并配置维护终端，方便现场的检测调试工作。

本工程网络采用IP路由交换设备组网，采用IPoverSDH的技术体制。

本网络中传输的业务按安全等级进行分类，在全网实现MPLS/VPN。

网络中所有路由设备（包括接入路由器）均具有MPLSPE的功能。

1.2.设计原则

在网络的拓扑设计中，我们遵守了如下原则。

Ø拓扑可靠性

1）在各网络的拓扑设计中应遵循N-1的电路可靠性和N-1的节点可靠性原则。

2）N-1的电路可靠性：

拓扑中去掉任何1条连线（电路），不影响节点的连通性。

这就要求每个节点至少有两条不相关的电路与其他节点相连。

3）N-1的节点可靠性：

拓扑中去掉任何1个节点，不影响其他节点的连通性。

Ø双出口

每个骨干层网络到核心层网络有两个出口，两个出口应位于不同的地理位置（至少不在一个机房内），防止因外部原因（如停电）造成两出口同时失效。

两出口的外联电路中，至少有两条没有相关性。

Ø局域网两点接入

四川省调局域网通过两台核心交换机上接入到核心层网络。

其他各骨干节点的局域网通过两台设备分别连接到本地的骨干层设备上。

通过多台设备接入保证了业务不会因一个节点故障而失去和网络的连通。

Ø流量优化

根据网络的流量和流向合理配置电路及其带宽。

网络流量分布均匀，各电路带宽得到较充分的利用，不存在网络带宽瓶颈。

应适度考虑在“N-1”的情况下网络的流量。

Ø经济性

在保证可靠和畅通的前提下，网络电路的数量、总里程和带宽应尽可能减小，以降低网络的运行费用。

Ø扩展性

网络电路和节点的增加、减少以及修改应不影响网络的总体拓扑。

1.3.网络拓扑

四川调度数据网采用分层结构，由三层组成，即核心层、骨干层和接入层。

为保证网络的可靠性，在网络的拓扑设计中，应尽可能遵循N-1的电路可靠性和N-1的节点可靠性设计原则，即任何一条单一传输电路或单一节点设备故障不会影响整个网络的运行。

根据传输电路的情况，调度数据网络核心节点之间采用完全或不完全网状网连接，骨干节点尽量与两个核心节点相连，骨干节点之间可互联，接入节点至少与一个骨干节点相连，根据业务量及地理位置，接入节点也可直接接入核心节点。

四川电力调度数据网络结构图

Ø核心层：

由省调核心（双）节点，自贡、乐山、南充3个地调的5台NE40路由器，各核心节点配置两台LS-S3526C接入交换机（省调配置两台），通过两个环形网络构成。

其中省调、自贡、乐山、南充地调5个节点构成2个环形核心层。

当任何两个节点间的链路出现故障时，通过路由收敛，均可保障快速启用另一条链路的数据转发功能。

主要功能如下：

1）提供与其它核心节点的连接。

2）提供与骨干节点的连接。

3）提供节点之间的路由选择机制。

4）转发IP数据包。

5）提供网络的安全机制。

6）提供相关业务的服务质量保证机制。

Ø骨干层：

由成都、绵阳NE16E骨干节点，德阳、广元、内江、宜宾、泸州、资阳、眉山、广安、达川、西昌、攀枝花和巴中NE08等14个骨干节点组成个骨干层。

每个骨干节点配置2台LS-S3526C接入交换机，供配置28台LS-S3526C接入交换机，实现各地调及所辖厂站的业务数据的不间断转发。

主要功能如下：

1）汇接接入节点的业务。

2）转接其它骨干节点的业务。

Ø接入层：

各节点分别通过路由器采用2M上联到骨干层节点。

为增加网络的可靠性，本次各厂站节点在设计中可考虑双2M链路上联方式，链路捆绑后连接到所属行政区的地调节点。

功能如下：

1）提供用户业务的接入。

2）扩大业务覆盖范围。

3）扩展网络端口密度和接口种类。

4）实现质量保证和访问控制。

5）实现接入用户的可管理性。

1.4.传输链路通道

根据四川电力通信传输网现状及今后的发展，可供四川电力调度数据网使用的中继电路如下表所示：

序号

通道名称

规划通道

本期实施情况

省调A－成都地调

2x2M

省调B－成都地调

1x2M

省调B－德阳地调

2x2M

省调A－绵阳地调

2x2M

省调A－广元地调

2x2M

省调B－资阳地调

1x2M

省调A－自贡地调

3x2M

省调B－自贡地调

3x2M

省调A－南充地调

3x2M

省调B－南充地调

3x2M

省调B－眉山地调

1x2M

省调A－乐山地调

3x2M

省调B－乐山地调

3x2M

省调B－广安地调

1x2M

省调B－泸州地调

1x2M

省调B－攀枝花地调

1x2M

乐山地调－自贡地调

3x2M

乐山地调－眉山地调

2x2M

南充地调－自贡地调

3x2M

南充地调－广安地调

2x2M

南充地调－达川地调

2x2M

南充地调－巴中地调

2x2M

自贡地调－泸州地调

2x2M

自贡地调－西昌地调

2x2M

1x2M

自贡地调－资阳地调

2x2M

自贡地调－宜宾地调

2x2M

1x2M

自贡地调－内江地调

2x2M

资阳地调－内江地调

1x2M

西昌地调－攀枝花地调

1x2M

绵阳地调－广元地调

1x2M

绵阳地调－德阳地调

1x2M

南充地调－宜宾地调

1x2M

南充地调－德阳地调

1x2M

达川地调－广安地调

1x2M

巴中地调－达川地调

1x2M

四川电力调度数据网中继传输通道一览表

本工程网络系统的WAN端口本期主要考虑采用N*2Mbit/s/G.703接口。

未来根据发展的需要还将考虑SDH接口（POS）等。

其分配特点：

（1）省调、南充地调、自贡地调、乐山地调之间为全光纤电路，提供全连接的3×3M通道。

（2）成都、德阳、绵阳、广元、资阳、内江、眉山7个地调汇接点为全光纤电路，每个点都提供了可以连接到省调的两条线路，共3x2M通道。

（3）泸州、广安、达川、巴中、宜宾、西昌6个地调的主通信电路为微波或微波加光纤混合电路，每个点都提供了通过核心地调或者直接连接省调的两条线路，共3x2M通道。

（4）攀枝花地调通过2条1x2M通道直接连接省调以及西昌地调。

1.5.命名设计

设备的命名方案：

为了保证以后的管理方便，设备命名需有一定的规范性。

设备采用以下命名方法：

SCAA-YY-X。

ØAA：

表示该设备所属的级别和名称，通常的规则是取汉字拼音的首字母缩写。

省调-SCSD

乐山-SCLS

自贡-SCZG

南充-SCNC

成都-SCCD

绵阳-SCMY

德阳-SCDY

广元-SCGY

眉山-SCMS

攀枝花-SCPZH

西昌-SCXC

资阳-SCZY

内江-SCNJ

宜宾-SCYB

泸洲-SCLZ

广安-SCGA

达川-SCDC

巴中-SCBZ

ØYY：

设备型号。

如NE40、NE16、NE08、AR46、S3526。

ØX：

表示如果前三项相同的设备，用数字编号1、2标识。

如果没有备份的设备则无此项标识，例如地调的设备。

Ø厂站设备命名规则：

AA-厂站名称的拼音缩写的小写字母-设备类型。

设备类型中以R代表路由器，S代表二层交换机。

（实际命名时可以以具体路由器或交换机的型号代替，如AR46、S3526）。

Ø变电站命名规定目前采用“地调拼音＋B”的方式：

如宜宾地调YiBB。

此次设备的命名详细列表如下：

序号

节点名称

设备名称

设备型号

省调A

SCSD-NE40-1

NE-40

SCSD-AR46-1

AR-4680

SCSD-AR46-2

AR-4680

SCSD-S3526-1

S3526C

SCSD-S3526-2

S3526C

省调B

SCSD-NE40-2

NE-40

SCSD-AR46-1

AR-4680

SCSD-AR46-2

AR-4680

SCSD-S3526-1

S3526C

SCSD-S3526-2

S3526C

乐山

SCLS-NE40

NE-40

SCLS-S3526-1

S3526C

SCLS-S3526-2

S3526C

南充

SCNC-NE40

NE-40

SCNC-S3526-1

S3526C

SCNC-S3526-2

S3526C

自贡

SCZG-NE40

NE-40

SCZG-S3526-1

S3526C

SCZG-S3526-2

S3526C

成都

SCCD-NE16

NE-16E

SCCD-S3526-1

S3526C

SCCD-S3526-2

S3526C

绵阳

SCMY-NE16

NE-16E

SCMY-S3526-1

S3526C

SCMY-S3526-2

S3526C

德阳

SCDY-NE08

NE-08

SCDY-S3526-1

S3526C

SCDY-S3526-2

S3526C

广元

SCGY-NE08

NE-08

SCGY-S3526-1

S3526C

SCGY-S3526-2

S3526C

眉山

SCMS-NE08

NE-08

SCMS-S3526-1

S3526C

SCMS-S3526-2

S3526C

攀枝花

SCPZH-NE08

NE-08

SCPZH-S3526-1

S3526C

SCPZH-S3526-2

S3526C

西昌

SCXC-NE08

NE-08

SCXC-S3526-1

S3526C

SCXC-S3526-2

S3526C

资阳

SCZY-NE08

NE-08

SCZY-S3526-1

S3526C

SCZY-S3526-2

S3526C

内江

SCNJ-BR

NE-08

SCNJ-S3526-1

S3526C

SCNJ-S3526-2

S3526C

宜宾

SCYB-NE08

NE-08

SCYB-S3526-1

S3526C

SCYB-S3526-2

S3526C

泸州

SCLZ-NE08

NE-08

SCLZ-S3526-1

S3526C

SCLZ-S3526-2

S3526C

广安

SCGA-NE08

NE-08

SCGA-S3526-1

S3526C

SCGA-S3526-2

S3526C

达川

SCDC-NE08

NE-08

SCDC-S3526-1

S3526C

SCLC-S3526-2

S3526C

巴中

SCBZ-NE08

NE-08

SCBZ-S3526-1

S3526C

SCBZ-S3526-2

S3526C

端口的域名命名规则：

端口类型－接口板号－端口号，其中端口类型包括：

ØFE：

百兆以太网接口；

ØGE：

千兆以太网接口；

ØPOS：

155MSDH接口；

ØP04：

622MSDH接口；

ØP16：

2.5GSDH接口；

ØATM：

155MATM接口；

ØE1：

2ME1接口；

Ø······，······。

具体名称由接口所在的槽位及排列顺序决定。

如：

FE-0-0

MP命名规则：

multilink接口统一命名为：

mp－groupA/B/C，其中：

ØA表示所捆绑的E1口所在的槽位

ØB表示所捆绑的E1口所在的卡位

ØC表示相应板卡操位编码

服务器的命名：

Ø网管服务器：

nms.节点名称

Ø认证服务器：

radius.节点名称.

Ø域名服务器：

dns.节点名称.

端口描述的命名规则：

网络设备接口描述编码方式为：

Ø省调与成都的第一条物理E1：

SD1-CD-1（“-1”是以接口的先后顺序来定义的，如果到省调有多条线路，则定位“-2”。

）

Ø成都与省调的第一条物理E1：

SD1-CD-1注意一定不能描述为CD-SD1-1，对于同一条链路两端描述必须一致。

如果是MP，则为：

SD1-CD-M

Ø成都与绵阳的链路：

CD-MY，采用两端连接的IP地址中较小的一端为主，写在前面。

Ø厂站使用小写，二滩et

Ø路由器与交换机之间：

SD1-S1（路由器打头）

Ø路由器与交换机之间的网管接口：

SD1-S1-NM

VLAN命名规则：

Ø对于S3526C交换机，与省调A，相连的vlan接口VLAN100（vpn-rt）、VLAN200（vpn-nrt）；与省调B相连的vlan接口为VLAN199（vpn-rt）、VLAN299（vpn-nrt）；

Ø对于S3526C交换机，与地调路由器相连的vlan接口为VLAN100（vpn-rt）、VLAN200（vpn-nrt）；

Ø交换机与路由器相连的网管vlan使用VLAN1000；

Ø对于用户业务VLAN，vpn-rt使用vlan101-198，vpn-nrt使用vlan201-298。

1.6.各节点业务接入

应用业务系统的接入方式：

本期调度专网承载的业务按照安全区分区要求划分为2个VPN分别进行信息交换，分别为安全区IVPN和安全区IIVPN，对应实时和非实时二类业务，二类业务存在于各个节点（厂站及调度中心）。

各业务系统通过FE端口接入当地调度数据专网交换机。

（1）省调和地调业务接入

如下图所示，在省调、地调各业务接入节点配置三层交换机，每个VPN接入一台三层交换机，三层交换机直接接入PE。

在省调，三层交换机分别接入省调的两个核心路由器（左图），由于S3526C不支持等值路由，我们在VPN-RT内采用省调A作为默认路由高优先级级出口，在VPN-NRT内采用省调B作为默认路由高优先级级出口；在地调，三层交换机接入地调的核心或骨干路由器（右图）。

省调业务接入地调业务接入

（2）厂站业务接入

如下图所示，在厂站各业务接入节点配置接入路由器及二层交换机，采用VLAN技术，每个VPN接入一台二层交换机，两台二层交换机接入厂站路由器。

厂站业务接入

（3）现有网络节点接入

接入现有业务

对于原有业务的接入路由器，本次统一接入到新增的AR4680上，原有的路由器作为CE。

OSPF路由协议规划

在本期工程中，采用OSPF作为骨干层、骨干层和接入层网络的内部IGP路由协议。

2.1.OSPFrouterid规划

每台设备的routerid设置为与该设备的loopback地址相同。

2.2.OSPF子区（AREA）规划

采用OSPF作为IGP，构建骨干路由。

OSPF是一种收敛迅速、消耗系统资源较少的高效的链路状态路由协议，在很多大型的骨干网的环境中得到了成功的应用。

OSPF里最重要的概念之一是存在层次和区域。

OSPF允许把连续网络汇集起来，以进行分组。

这样的组，和路由器一起维护到内含网络的接口，称为区域（area）。

每个区域独立运行基本链路状态路由算法的一个副本。

与把整个自治系统当作单个链路状态域相比，区域的拓扑结构更优越一些，它能隐藏起来，使之从区域外面不可见。

同样地，其它区域里的路由器不知道其区域外的拓扑结构，这样明显地减少路由选择流量。

在网络里可以创建多个区域，不需要自治系统里的全部路由器都去维持整个链路状态数据库。

只有同一区域里的路由器要有相同的数据库。

由于创建了区域，自治系统里的路由分成两种：

区域内（连接到区域内的目标）和区域间（连接到本地区域外的目标）。

通过设计，OSPF协议可把网络强制分层。

对于能实施OSPF的网络，必须存在或能创建层次结构。

区域的概念促使管理员在网络里创建层次。

随着区域间路由选择的引入，出现了主干区域（backbonearea）的概念。

区域之间的所有流量必须流经主干区域。

OSPF主干区域是专用OSPF区域0。

OSPF主干始终包含全部的ABR，并负责在非主干区域之间发布路由选择信息。

主干区域必须连续。

如果不连续的话，必须创建虚拟链路使之连续，以保证流量不被中断。

流量不能不流经主干区域。

但是，若整个网络只有一个区域，那区域ID就不重要了，因为不需要主干区域。

若单个区域设置成非主干区域，引入第二个区域时，把第二个区域当作主干区域来建立，因为所有区域间的流量必须流经过它。

OSPF层次的主要优点在于隐含了其它区域的拓扑结构，这样能明显地减少路由选择协议流量。

区域可能是一个或多个网络、一个或多个子网、或是网络或子网的任意组合。

若需要进一步减少路由更新，可能需要总结网络或子网。

总结使用连续的地址块。

本工程区域划分图如下：

注：

图中没有注明接入层的区域划分情况，接入层属于各所属的骨干所在的区域。

按照四川省各地区代码（见附录1），划分对应的区域号码，而对于省调直接连接的厂站区域分配为99。

具体区域对应如下表：

节点

Area划分细则

省调1

和其它核心、骨干层节点互联的接口属于Area0

省调2

和其它核心、骨干层节点互联的接口属于Area0

乐山局

和其它核心、骨干层节点互联的接口属于Area0

和本地区接入层节点互联的接口属于Area11

自贡局

和其它核心、骨干层节点互联的接口属于Area0

和本地区接入层节点互联的接口属于Area3

南充局

和其它核心、骨干层节点互联的接口属于Area0

和本地区接入层节点互联的接口属于Area13

省调厂站

和核心层节点互联的接口属于Area0

和本地区接入层节点互联的接口属于Area99

成都局

和核心、骨干层节点互联的接口属于Area0

和本地区接入层节点互联的接口属于Area1

绵阳局

和核心、骨干层节点互联的接口属于Area0

和本地区接入层节点互联的接口属于Area7

德阳局

和核心、骨干层节点互联的接口属于Area0

和本地区接入层节点互联的接口属于Area6

广元局

和核心、骨干层节点互联的接口属于Area0

和本地区接入层节点互联的接口属于Area8

内江局

和核心、骨干层节点互联的接口属于Area0

和本地区接入层节点互联的接口属于Area10

宜宾局

和核心、骨干层节点互联的接口属于Area0

和本地区接入层节点互联的接口属于Area15

泸州局

和核心、骨干层节点互联的接口属于Area0

和本地区接入层节点互联的接口属于Area5

资阳局

和核心、骨干层节点互联的接口属于Area0

和本地区接入层节点互联的接口属于Area20

眉山局

和核心、骨干层节点互联的接口属于Area0

和本地区接入层节点互联的接口属于Area14

广安局

和核心、骨干层节点互联的接口属于Area0

和本地区接入层节点互联的接口属于Area16

达川局

和核心、骨干层节点互联的接口属于Area0

和本地区接入层节点互联的接口属于Area17

西昌局

和核心、骨干层节点互联的接口属于Area0

和本地区接入层节点互联的接口属于Area50

攀枝花局

和核心、骨干层节点互联的接口属于Area0

和本地区接入层节点互联的接口属于Area4

巴中局

和核心、骨干层节点互联的接口属于Area0

和本地区接入层节点互联的接口属于Area19

接入层

属于各自地调的相应Area

2.3.OSPF划分区域的特殊考虑

由于目前每个地调中只有一台设备，也就是每个OSPF区域中只有一台ABR，容易存在单点故障问题。

而且隶属于不同地调的厂站之间可能会存在冗余链路来提高可靠性，基于以上原因，在OSPF区域的实际规划中可能存在如下图的情形：

特殊区域示例1

此时的区域划分原则是：

将两个地调下连的所有设备划分为一个同area，两个地调设备同时担当该区域的ABR。

需要注意的是：

两个ABR之间的线路需要规划为非骨干区域（因为要对非骨干区域内的路由进行地址聚合操作，所以需要确保非骨干区域的连通性），同时在两者之间配置虚连接（确保骨干区域的连通性）。

另外，考虑到某些接入层厂调的设备会以“乱序”的方式与汇聚层的地调节点进行连接。

这样可能存在如下的OSPF区域划分：

特殊区域示例2

此时的区域划分需要注意：

如果所有的核心层、汇聚层和接入层都划为一台区域，则会太大；如果在省调的核心层设备与所有同时与他们相连的接入层设备分别划分为一个area则会导致区域太多，并且没有规律（对IP地址规划十分不利）。

所以建议按照每台汇聚层设备与之相连的厂站链路接口划分为一个区域，同时厂站上联核心层省调设备接口均划分在AR

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