上海电力综合数据网业务迁移思路

摘 要：文章介绍了上海市电力公司新建设的综合数据网的概况，并阐明了数据通信业务从传统的IP数据网向新建的MPLS/VPN数据网过渡的迁移思路。

关键词：电力；MPLS/VPN；研究分析

1 概述

随着“十二五”期间上海市电力公司的快速发展，生产建设规模不断扩大，生产任务日益繁重，从而对管理水平的要求不断提升，使得管理系统数据量大幅度增长，高水平的管理模式也将加速视频、图像等高质量数据业务的应用。另一方面，个人多媒体可视电话、高清会议电视等新型高标准数据业务的引入也将有利于高效率管理机制的运行。数据通信业务将成为电力系统通信传输网中的重要组成部分。

2 概念

2.1 P、PE、CE路由器

MPLS/VPN综合数据网中有三种类型的路由器，CE路由器、PE路由器和P路由器。其中，CE路由器是客户端路由器，为用户提供到PE路由器的连接；PE路由器是边缘路由器，它根据存放的路由信息将来自CE路由器的VPN数据处理后进行转发，同时负责和其他PE路由器交换路由信息；P路由器是网络主干路由器，它对VPN数据进行透明转发，P路由器只维护到PE路由器的路由信息而不维护VPN相关的路由信息。

图1 MPLS虚拟专用网示意图

2.2 MPLS/VPN

MPLS（Multiprotocol Label Switch，多协议标签交换）无缝地集成了IP路由技术的灵活性和2层交换的简捷性，在面向无连接的IP网络中增加了MPLS这种面向连接的属性。通过采用MPLS建立“虚连接”的方法，为IP网增加了一些管理和运营的手段。

虚拟专用网络（Virtual Private Network，简称VPN）指的是在公用网络上建立专用网络的技术。VPN网络的任意两个节点之间的连接架构在公用网络服务商所提供的Internet之上，用户数据在逻辑链路中传输。

MPLS/VPN是一种基于MPLS技术的IP-VPN。

3 数据网现状和面临的问题

3.1 IP数据网现状

上海市电力公司现有综合数据网初建于2003年，目前，上海电力以思科传输设备（思科15454系列MSTP）为传输平台，内嵌三层路由板，构成了公司的综合数据网，主要承担生产管理系统、企业资源计划（ERP）及各类WEB、邮件等应用。

上海电力综合数据网核心节点承载传输速率为10Gbps的信号，由8个站点构成；汇聚节点承载传输速率为2.5Gbps的信号，形成3个2.5Gbps环网，由45个站点构成，为上海电网提供传统电路业务和IP数据业务。

3.2 IP数据网面临的问题

传统语音业务，如调度电话、行政电话等随着电网自动化水平的提高以及变电所无人职守的发展方向，这类业务的需求将呈下降趋势；而分组转发的数据业务，如数字自动化系统、各类MIS系统、Internet/Intranet应用以及视频业务（主要包括视频监控、会议电视和可视电话）等将对带宽有爆发性的增长。

目前，在运行的思科15454系列传输设备构成的公司的综合数据网有以下不足：

（1）路由功能相对较弱，不能提供完全满足公司需求的单一网络上多个IP业务的有效隔离的功能，在网运行业务仅为信息内网业务。

（2）由设备内嵌路由板实现路由交换功能，将传输与数据交换合一。这种配置目前无法应对数据业务的快速增长。

（3）网络层次不明显及可靠性不高。目前由思科传输设备构建的数据通信骨干网的路由拓扑只能遵循传输网的环状拓扑，只能提供“N-1”的保护。

4 新建成MPLS/VPN的综合数据网概况

4.1 总体结构

上海市电力公司于2012年投资建设完成综合数据网核心层和汇聚层网络（一期）的建设。网络结构如下：

（1）核心层：主要包括上海市调、上海备调和国网信息灾备中心，各节点设备配置按冗余设备配置，均配置2台核心路由器且本站内互联，在网络中采用负荷分担方式。

（2）汇聚层：主要包括九个供电公司、信通公司、检修公司七大分控中心和三个独立500kV站以及各办公基地等站点均配置1台汇聚层路由器。

路由传输通道根据骨干光传输通信网组织，上海电力数据综合数据网核心层和汇聚层网络结构如图2所示。

图2 上海电力综合数据网核心层和汇聚层网络结构

4.2 传输链路组织

本次上海电力数据通信核心层和汇聚层的传输链路组织应采取如下原则：

上海市电力公司骨干光传输网络经过完善和改造，各重要站点的骨干光传输网络带宽已达到10Gbps带宽，已经具备了数据网改建的条件。

（1）核心层节点之间采用万兆光口互联，拓扑结构采用网状网方式来构建。

（2）汇聚层节点与核心层节点及汇聚层节点之间互联采用GE光口互联；拓扑结构采用环网和不完全网状网来构建。

4.3 路由协议选择

路由协议选择采用IS-IS协议（中间系统至中间系统的路由选择协议）。上海电力综合数据网作为一个整体企业网，考虑按照一个AS（自治系统），其网络内的所有路由将置于一个组织机构的管理控制之下，这样，AS（自治系统）内的路由参数可以非常紧凑的协调，发生错误可以迅速纠正，AS（自治系统）内使用的内部网关协议可以比较高效的运行，网络收敛也可以比较快。

对于接入层用户，用户端可考虑采用缺省路由，网络端可配置静态路由，并把用户路由信息转换到BGP（外部网关协议）路由，以避免用户路由波动对骨干路由造成的影响。

5 业务迁移思路

本次业务迁移考虑把上海电力数据通信网的功能从原思科传输设备网络中剥离，应尽量保持网络平滑过渡和减少割接工作量考虑，接入层网络配置保持不变，考虑首先在核心站实现互联，再逐步将所辖站点的业务接入从原思科传输设备路由功能板中转至相应的路由器端口，按照综合数据网的MPLS/VPN统一规划和划分，接入相应端口。

5.1 过渡阶段思路

考虑到上海公司综合数据网的业务迁移工作将持续一段时间，因此新旧两张数据网必将存在一个过渡期，故在过渡期内要求分别处于两张网内的站点数据业务能够互联互通。

在迁移过程中应当优先考虑选择在合适的站点完成两张网的互联互通工作。经过综合考量，选择在核心层和汇聚层各取一个传输资源及机房环境条件比较合适的站点，进行思科传输设备和新建数据网互联。互联通道负责传递两张网的路由协议和业务数据，互联带宽考虑1000Mbps。

图3 上海电力综合数据网业务迁移过渡阶段网络结构

5.2 接入层应用业务迁移

因原数据网运行的业务仅为内网信息业务，故新建信息VPN以完成各站点内网信息业务迁移。

上海公司综合数据网接入层的应用业务通常分为两类模式上联：三层静态路由互联和两层交换互联，下面将对这两类站点业务迁移做分别阐述。

5.3 三层静态路由互联站点的业务迁移

以某供电公司为例，该供电公司局域网通过网关三层交换机上联至思科传输设备，局域网网关设备通过默认路由方式指向该供电公司思科传输设备，而思科传输设备通过静态路由的方式回指业务路由至该供电公司网关三层交换机。

当业务迁移前先正确完成信息VPN路由配置、本地互联静态路由配置及IP地址配置等，再确定互联接口类型后布放路由器至网关交换机（或防火墙）尾纤，最后切断思科传输设备的链路，连接至路由器并完成相应接口配置。

5.4 两层交换互联站点的业务迁移

上海公司有部分220KV及以上变电站的局域网通过两层交换机上联至思科传输设备，由思科传输设备承担网关的功能。

当业务迁移前先正确完成IP地址配置等，再确定互联接口类型后布放路由器至两层交换机的尾纤，最后切断思科传输设备的链路，连接至路由器，局域网网关功能仍由路由器承担。

5.5 接入国网数据通信骨干网方式

国家电网公司数据通信骨干网于2013年7月投运，包括公司总部（含西单、白广路）、三地灾备中心、5个分部、27个省公司及省公司第二汇聚点、9个公司直属单位等节点。数据通信骨干网对整体网络架构进行优化、业务VPN进行整合、网络带宽进行改善，提高网络支撑能力和运行的可靠性。

各网省公司作为国网公司数据通信骨干网的接入层接入网络，上海公司按照省公司接入典型模式进行数据网对接，接入网络结构图如下图4所示。网络接入点为上海市调和上海备调，接入链路带宽为10Gbps，接入路由协议为OSPF（开放式最短路径优先协议）。

图4 上海公司上联国网数据通信骨干网业务迁移示意图

6 结束语

文章简述了使用路由器设备组网实现IP数据交换的MPLS/VPN综合数据网络，提出了上海电力综合数据网的迁移思路，并在此基础上实现原综合数据网的业务迁移及提供各类应用业务的功能。

经过改建后的上海电力综合数据网可满足不同部门及业务的安全性和服务质量要求，达到了国网公司二次安全防护隔离的要求；同时，新建成的上海电力综合数据网全面提升了网络带宽，核心层传输速率从2×1Gbps提升到10Gbps，汇聚层从100Mbps提升到2.5G/1Gbps；其次，网络的可靠性从原支持环网的“n-1”保护提升到核心层网状网保护和设备的“n-1”保护，部分汇聚层节点的不完全网状保护，接入层实现了双归，网络覆盖的范围也扩大至220kV及以上变电站；此外，基于MPLS/VPN技术的数据网为公司在“十二五”期间，开展SG-ERP系统、推广桌面视频、建设高清视频会议等各类不同的应用业务奠定了基础工作。

作者简介：吴国栋（1979，7-），男，本科学历，工程师职称，从事上海电力通信光缆运行管理和数据网运行管理工作。