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一、動(dòng)態(tài)路由協(xié)議ospf
在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中,路由器是一個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)站,網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的目的是網(wǎng)絡(luò)通過(guò)路由器進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā),轉(zhuǎn)發(fā)是基于路由表。路由協(xié)議路由表,路由協(xié)議,作為一種重要的TCP / IP協(xié)議的,路由過(guò)程實(shí)現(xiàn)好壞將直接影響到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的效率。簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)靜態(tài)路由協(xié)議之間的網(wǎng)絡(luò)路由,如果您正在使用一個(gè)靜態(tài)路由協(xié)議,路由表將會(huì)非常大,靜態(tài)路由不會(huì)考慮網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的現(xiàn)狀,并不能自動(dòng)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓吐酚尚?。所以,在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),通常使用動(dòng)態(tài)路由協(xié)議自動(dòng)計(jì)算最佳路徑。OSPF動(dòng)態(tài)路由協(xié)議,使用SPF演算法,用于選擇最佳路徑?;趲捀斓氖諗克俣?,支持變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼VLSM,路由強(qiáng)大的測(cè)量大型網(wǎng)絡(luò)(255),大多數(shù)人支持OSPF路由器的數(shù)量,現(xiàn)在已經(jīng)成為最廣泛使用的動(dòng)態(tài)路由協(xié)議的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議。
二、動(dòng)態(tài)路由協(xié)議分類(lèi)
(1)根據(jù)角色路由協(xié)議的范圍可分為:內(nèi)部和外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議。內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議運(yùn)行是在一個(gè)自治系統(tǒng)中,外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議是自治系統(tǒng)之間的輪換。OSPF是一個(gè)最常用的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議。根據(jù)算法和路由協(xié)議可以分為鏈路狀態(tài)和距離向量協(xié)議,距離矢量協(xié)議包括RIP和邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議。鏈路狀態(tài)協(xié)議與OSPF是基本相同的,主要區(qū)別在上述兩個(gè)算法和計(jì)算發(fā)現(xiàn)路由的方法。
(2)根據(jù)目的地址的路由協(xié)議類(lèi)型可分為:?jiǎn)尾ズ投嗖f(xié)議。單播協(xié)議包括RIP、OSPF和東部,包括PIM SM -多播協(xié)議,PIM - DM,等等。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模,應(yīng)增加路由器運(yùn)行OSPF協(xié)議的數(shù)量,并將導(dǎo)致LSDB(鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù))占用大量的存儲(chǔ)空間,增加SPF(最短路徑優(yōu)先)算法操作的復(fù)雜性,增加CPU的負(fù)擔(dān)。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模增加拓?fù)渥兓母怕室矊⒃黾樱恳粋€(gè)變化可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)路由器計(jì)算“動(dòng)蕩”,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)往往會(huì)導(dǎo)致所傳播的網(wǎng)絡(luò)會(huì)有很多OSPF協(xié)議信息,減少網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率。為了解決這個(gè)問(wèn)題,OSPF協(xié)議將自治系統(tǒng)分為不同的區(qū)域(區(qū)域)。邏輯路由器的區(qū)域被劃分為不同的群體。每個(gè)區(qū)域獨(dú)立于SPF路由算法的基礎(chǔ)上運(yùn)行,這意味著每個(gè)地區(qū)都有自己的LSDB和拓?fù)涞囊徊糠?。?duì)于每個(gè)區(qū)域,區(qū)域外的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫遣豢梢?jiàn)的。同樣,每一個(gè)區(qū)域的路由器也不了解該地區(qū)以外的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。OSPF LSA無(wú)線電阻礙該地區(qū)邊界,大大減少了OSPF路由信息流動(dòng),提高了OSPF運(yùn)行效率。路由器接口基于區(qū)域,而不是劃分基于路由器,路由器可以屬于一個(gè)區(qū)域,也可以屬于多個(gè)領(lǐng)域。屬于多個(gè)區(qū)域稱(chēng)為區(qū)域邊界路由器,OSPF路由器應(yīng)注意邊界路由器特征,可以呈現(xiàn)主體與部分之間的關(guān)系,也可以是一個(gè)邏輯連接。
三、OSPF協(xié)議的路由算法
OSPF CO pen最短路徑優(yōu)先,使用開(kāi)放最短路徑優(yōu)先協(xié)議,選擇最佳路徑最短路徑算法(SPF),也被稱(chēng)為Dijkstra算法。SPF演算法是基于OSPF路由協(xié)議的,SPF算法將每個(gè)路由器作為根(ROOT),計(jì)算每個(gè)目的地的距離路由器,每個(gè)路由器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的計(jì)算方法是根據(jù)一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù),結(jié)構(gòu)類(lèi)似于一個(gè)樹(shù),SPF演算法得到最短路徑樹(shù)。OSPF路由協(xié)議,根據(jù)樹(shù)干的最短路徑長(zhǎng)度,即每個(gè)目的地路由器的OSPF路由器距離,稱(chēng)為OSPF成本,根據(jù)最短路徑通過(guò)最小化的成本價(jià)值判斷每個(gè)路由器基于成本的總和值鏈接。每個(gè)路由器使用SPF演算法來(lái)計(jì)算最短路徑樹(shù)的根,樹(shù)便給了自治系統(tǒng)路由,路由器從表中每個(gè)節(jié)點(diǎn)基于最短路徑,最短路徑樹(shù)結(jié)構(gòu)是不同的每個(gè)路由器的路由表。
四、OSPF協(xié)議網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃
1、網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的路由器的數(shù)量小于10,你可以選擇配置靜態(tài)路由或運(yùn)行RIP路由協(xié)議。隨著路由器的數(shù)量的增加,用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)的變化對(duì)于路由收斂和網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率有更高的要求,比如你應(yīng)該選擇使用OSPF協(xié)議。
2、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。如果網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是樹(shù)型(大多數(shù)這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)路由器只有一個(gè)出口),可以考慮使用默認(rèn)路由加靜態(tài)路由。如果網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和任意兩個(gè)路由器的需求相通,應(yīng)該使用OSPF動(dòng)態(tài)路由協(xié)議。
3、對(duì)路由器自身的要求。運(yùn)行OSPF協(xié)議對(duì)于CPU處理能力和內(nèi)存有一定要求,低性能不推薦使用OSPF協(xié)議的路由器。為了使網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)劃基于OSPF協(xié)議應(yīng)考慮各種因素,找出IP資源、信道帶寬、網(wǎng)絡(luò)流量,如根據(jù)實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境形成的思維和方法配置和應(yīng)用程序需求,避免造成不必要的混亂,網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)調(diào)整將時(shí)消除隱患。通過(guò)在實(shí)踐中不斷學(xué)習(xí),系統(tǒng)、全面地掌握網(wǎng)絡(luò)路由設(shè)備、工作原理和動(dòng)態(tài)路由協(xié)議。通過(guò)OSPF網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)思想,提高網(wǎng)絡(luò)管理水平,確保網(wǎng)絡(luò)的安全、可靠、開(kāi)放。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]王達(dá).Cisco/H3C交換機(jī)配置與管理完全手冊(cè)(第2版)[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,2012
[2]公凌.路由和動(dòng)態(tài)路由協(xié)議介紹及配置分析[fJl.機(jī)電信息,2013(9):85一86
【關(guān)鍵詞】OSPF for IPv6;NSSA區(qū)域;ABR;LSA-type 7
0 引言
在數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域,OSPF(Open Shortest Path First-開(kāi)放最短路徑優(yōu)先)協(xié)議因其快速收斂、無(wú)自環(huán)等特性而廣泛使用,并存在適應(yīng)IPv6的OSPF version3協(xié)議,同時(shí)OSPF協(xié)議擴(kuò)展屬性NSSA(Not So Stubby Area)區(qū)域亦適配擴(kuò)展。
1 NSSA區(qū)域簡(jiǎn)述
NSSA區(qū)域允許引入自治系統(tǒng)外部路由,由ASBRType7 LSA(NSSA-LSA)通告給本區(qū)域。當(dāng)Type7 LSA到達(dá)NSSA的ABR時(shí),由ABR將Type7 LSA轉(zhuǎn)換成Type5 LSA(AS-external-LSA)傳播到其他區(qū)域。
圖1 OSPFv3劃分區(qū)域典型組網(wǎng)圖
如圖1所示,整個(gè)OSPFv3組網(wǎng)被分為區(qū)域0、區(qū)域1和區(qū)域2。區(qū)域0是骨干區(qū),區(qū)域1配置為NSSA區(qū),區(qū)域0和區(qū)域1的區(qū)域間路由信息會(huì)到區(qū)域2,區(qū)域1引入的RIP路由生成的7類(lèi)LSA在ABR1設(shè)備上進(jìn)行7轉(zhuǎn)5后生成5類(lèi)LSA到骨干區(qū),區(qū)域2通過(guò)骨干區(qū)學(xué)到NSSA區(qū)域引入的外部路由。
2 現(xiàn)有協(xié)議下NSSA區(qū)域的問(wèn)題
在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)配置中會(huì)出現(xiàn)多個(gè)ABR鏈接NSSA區(qū)域及骨干區(qū)域的情況,這些ABR均具備7轉(zhuǎn)5能力,選取哪一個(gè)ABR來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)換?選取簡(jiǎn)單的雙ABR情況進(jìn)行分析。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D2所示:
圖2 雙ABR網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>
網(wǎng)絡(luò)配置:
【RT-A】:
ospfv3 1
Router-id 1.1.1.1
Area 1
Nssa
Interface e0/0/2
Ospfv3 1 area 1
Ipv6 address 100:1:1:: 64
【RT-B】:
ospfv3 1
Router-id 2.2.2.2
Area 0
Area 1
Nssa
Interface e0/0/2
Ospfv3 1 area 1
Ipv6 address 200:1:1:: 64
Interface g0/1/3
Ospfv3 1 area 0
Ipv6 address 200:1:2:: 64
【RT-C】:
ospfv3 1
Router-id 3.3.3.3
Area 0
Area 1
Nssa
Interface e0/0/2
Ospfv3 1 area 1
Ipv6 address 300:1:1:: 64
Interface g0/1/3
Ospfv3 1 area 0
Ipv6 address 300:1:2:: 64
【RT-D】:
ospfv3 1
Router-id 4.4.4.4
Area 0
Area 1
Nssa
Interface e0/0/2
Ospfv3 1 area 1
Ipv6 address 400:1:1:: 64
在RT-A上引入靜態(tài)路由,查看RT-D上5類(lèi)LSA,其source-id是3.3.3.3,而修改RT-B的router-id為3.3.3.4時(shí),再次查看,其source-id是3.3.3.4,即優(yōu)選router-id較大的來(lái)做7轉(zhuǎn)5轉(zhuǎn)換器。
基于用戶(hù)自定義網(wǎng)絡(luò)的需求,主流設(shè)備商提供了nssa區(qū)域的參數(shù):
translate-always:指定ABR完成NSSA區(qū)域的7類(lèi)LSA轉(zhuǎn)換為5類(lèi)LSA。
translate-never:指定ABR不能將NSSA區(qū)域的7類(lèi)LSA轉(zhuǎn)換為5類(lèi)LSA。
圖3 hello報(bào)文中的options
如在RT-B(其router-id仍為2.2.2.2)area1下配置:nssa translate-always,查看RT-D上5類(lèi)LSA的source-id,由3.3.3.3變?yōu)?.2.2.2。通過(guò)截取報(bào)文發(fā)現(xiàn)由RT-B發(fā)出的hello報(bào)文中options置上NTbit位,如圖3所示。
由RT-B發(fā)出的hello報(bào)文在維持鄰居的過(guò)程中發(fā)送給RT-D,RT-D就會(huì)選擇RT-B作為轉(zhuǎn)換器。如果將RT-B與RT-D間鏈路斷掉,此時(shí)只有選擇RT-C作為轉(zhuǎn)換器,查看RT-D上的5類(lèi)LSA的source-id為3.3.3.3。
在RT-C ospfv3 1 area1下配置:nssa translate-never,查看Router-D上的LSA,并不存在轉(zhuǎn)換得到的5類(lèi)LSA,截取報(bào)文查看RT-B發(fā)出的hello報(bào)文的bit位并未變化。判斷7轉(zhuǎn)5角色時(shí),如果配置translate-never參數(shù),則區(qū)域不進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理。此時(shí)恢復(fù)RT-B與RT-D間的鏈路,預(yù)料中應(yīng)該選擇RT-B為轉(zhuǎn)換器,但在現(xiàn)有實(shí)現(xiàn)中:RT-D并不存在相應(yīng)前綴的5類(lèi)LSA。這樣就存在:如果在配置過(guò)程中,誤將多ABR情況下的router-id較大的ABR上NSSA區(qū)域配置translate-never參數(shù),且無(wú)ABR配置translate-always參數(shù),就會(huì)出現(xiàn)上述情況下均未被選為轉(zhuǎn)換器的問(wèn)題,進(jìn)而出現(xiàn)存在路由但無(wú)法學(xué)到的問(wèn)題。
3 解決方案
觀察hello報(bào)文的options,其占有24個(gè)bit位,因此可以仿效always參數(shù)在options添加bit位,稱(chēng)之NEbit位,在配置translate-never參數(shù)后,將此標(biāo)記置1,然后通過(guò)鄰居間交互的hello報(bào)文發(fā)給鄰居,告之已置上never參數(shù)無(wú)法成為7轉(zhuǎn)5轉(zhuǎn)換器,在進(jìn)行轉(zhuǎn)換器選取時(shí),將此ABR排除在外。
寫(xiě)出偽代碼如下:
在配置處理中:
If(bit_test(flag, translate-never)) //檢查如果配置never參數(shù)
Bit_set(options.NE,1) //設(shè)置NEbit
Else Bit_reset(options.NE)
選舉7轉(zhuǎn)5轉(zhuǎn)換器時(shí):
if(bit_test(options.NE))
Break //設(shè)置NEBIT位的ABR跳出轉(zhuǎn)換器選舉
Else Seclect_the_transltor //繼續(xù)選舉流程
在收到攜帶NEbit的hello報(bào)文時(shí),其源ABR不參與7轉(zhuǎn)5轉(zhuǎn)換器的選取,從而解決上述問(wèn)題。我們按照上述偽代碼進(jìn)行編碼、版本編譯后,可以驗(yàn)證配置:
【RT-C-AREA-1】:Nssa translate-never
截取hello報(bào)文,其optinons的NEbit位已置上,且RT-D也能收到轉(zhuǎn)換后的5類(lèi)LSA,從而驗(yàn)證問(wèn)題已解決。
4 總結(jié)
本文首先對(duì)IPv6下OSPF協(xié)議的NSSA區(qū)域進(jìn)行簡(jiǎn)述,然后提出現(xiàn)有協(xié)議實(shí)現(xiàn)中存在多個(gè)ABR情況且無(wú)ABR配置translate-always參數(shù)情況下,給router-id最大的ABR配置translate-never參數(shù)后,無(wú)法學(xué)到路由的問(wèn)題,最后給出一種解決思路和驗(yàn)證方案。
【參考文獻(xiàn)】
[1]J.Moy,R.Coltun.Request for Comments 5340:OSPF for IPv6[Z].July 2008.
關(guān)鍵詞:現(xiàn)場(chǎng)總線;Modbus協(xié)議;Profibus-DP協(xié)議;協(xié)議轉(zhuǎn)換;電氣隔離
中圖分類(lèi)號(hào):TP393
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-7800(2015)005-0148-04
作者簡(jiǎn)介:惠明坤(1989-),男,江蘇徐州人,江蘇大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與通信工程學(xué)院碩士研究生,研究方向?yàn)榍度胧较到y(tǒng)應(yīng)用。
0 引言
隨著計(jì)算機(jī)、通信、自動(dòng)化等技術(shù)的不斷發(fā)展,現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(FCS)正逐漸成為新型工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展方向。相對(duì)于集散控制系統(tǒng)(DCS)[1],現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)由于標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)放、可靠性高、實(shí)時(shí)性好等優(yōu)點(diǎn),迅速成為各大廠商和組織的研究熱點(diǎn),如今已成為推動(dòng)工業(yè)控制系統(tǒng)朝著智能化、數(shù)字化、信息化方向發(fā)展的重要力量[2]。
現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)在迅速發(fā)展的同時(shí),也隨之產(chǎn)生了一些問(wèn)題。由于現(xiàn)場(chǎng)總線種類(lèi)眾多,至今仍未形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),使得用戶(hù)很難使用不同廠商、不同品牌的設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)集成,這給現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的推廣應(yīng)用帶來(lái)了很大困難[3]。因此,對(duì)不同總線集成化技術(shù)進(jìn)行研究極具現(xiàn)實(shí)意義。
作為我國(guó)第一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),加上西門(mén)子等公司的大力支持,Profibus總線已成為當(dāng)今使用最廣泛的總線技術(shù)之一。Modbus總線由于其簡(jiǎn)單可靠、實(shí)時(shí)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),得到了眾多廠商和用戶(hù)的青睞,但其網(wǎng)絡(luò)規(guī)模有限,網(wǎng)絡(luò)處理能力較差。本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了兩種協(xié)議的轉(zhuǎn)換模塊,使得Modbus設(shè)備可以無(wú)縫接入Profibus-DP總線系統(tǒng)。模塊具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性和可靠性,有很好的推廣使用價(jià)值。
1 總體設(shè)計(jì)
1.1 Modbus協(xié)議
Modbus協(xié)議是全球第一個(gè)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的總線協(xié)議。Modbus串行鏈路協(xié)議采用主從通訊方式,并且提供功能碼規(guī)定的服務(wù)[4]。Modbus是一種應(yīng)用層報(bào)文傳輸協(xié)議,其傳輸模式分為RTU和ASCII兩種。在相同的波特率下,RTU模式比ASCII模式具有更高的數(shù)據(jù)吞吐量。在RTU模式下,一個(gè)完整的報(bào)文幀最大不超過(guò)256個(gè)字節(jié)。兩幀報(bào)文之間至少要有3.5個(gè)字符的時(shí)間間隔,同一報(bào)文兩個(gè)字符之間的時(shí)間間隔應(yīng)不大于1.5個(gè)字符時(shí)間[5],否則將認(rèn)為報(bào)文幀出錯(cuò)。
1.2 Profibus-DP協(xié)議
Profibus是一種用于工廠自動(dòng)化車(chē)間級(jí)監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層數(shù)據(jù)通信與控制的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù),它是我國(guó)第一個(gè)總線技術(shù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),包括Profibus-DP、Profibus-PA、Profibus-FMS 3個(gè)子集[6]。Profibus-DP傳輸速率為9.6Kbps~12Mbps,每個(gè)DP系統(tǒng)包含3類(lèi)站點(diǎn):一類(lèi)主站(M1)、二類(lèi)主站(M2)和從站。其中,多主站系統(tǒng)中,主站之間采用令牌幀傳遞信息,得到令牌的站點(diǎn)可在一個(gè)事先規(guī)定的時(shí)間內(nèi)擁有總線控制權(quán),同時(shí)規(guī)定好令牌在各主站中循環(huán)一周的最長(zhǎng)時(shí)間;主站和從站之間采用主從方式的分時(shí)輪詢(xún)傳輸。理論上,每一段中最多可掛接126個(gè)站點(diǎn)。
1.3 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
目前,對(duì)不同現(xiàn)場(chǎng)總線的集成化研究主要有以下幾種方案:①采用OPC技術(shù)[7]和以太網(wǎng)技術(shù)集成多種總線,這種方法主要應(yīng)用于過(guò)程控制級(jí)的現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議轉(zhuǎn)換;②采用從節(jié)點(diǎn)模塊化實(shí)現(xiàn)多種總線集成,該方法主要是將多種總站的從站功能集中在一個(gè)模塊上;③采用轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)多種總線集成,這種方法主要是對(duì)不同總線協(xié)議轉(zhuǎn)換問(wèn)題的研究,適用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)的現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議轉(zhuǎn)換。本文采用第3種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)Profibus-DP/Modbus協(xié)議轉(zhuǎn)換。
設(shè)計(jì)完成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示,通過(guò)設(shè)計(jì)的協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊,可以將Modbus設(shè)備無(wú)縫接入到Profibus-DP系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)了協(xié)議之間的相互轉(zhuǎn)換,大大降低了系統(tǒng)升級(jí)費(fèi)用。
2 硬件實(shí)現(xiàn)方案
由于Profibus-DP是主站式總線控制機(jī)制,因而Profibus-DP與Modbus之間的轉(zhuǎn)換是單向的,即為DP主站對(duì)Modbus從站的單向訪問(wèn),或者是Modbus對(duì)DP從站的單向訪問(wèn)。對(duì)于前者,網(wǎng)關(guān)既是DP從站,同時(shí)也是Modbus主站;對(duì)于后者,網(wǎng)關(guān)既是Modbus從站,同時(shí)也是DP主站,本文設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)換模塊屬于前者。轉(zhuǎn)換模塊的硬件原理如圖2所示。
微處理器是整個(gè)模塊的核心部分。本設(shè)計(jì)選擇三星公司開(kāi)發(fā)的微控制器S3C2440A,它采用了ARM920T架構(gòu)核心,具備高性能、低功耗等優(yōu)點(diǎn),而且價(jià)格便宜,適用于嵌入式設(shè)備開(kāi)發(fā)。
Profibus-DP從站的核心功能選擇基于ASIC芯片的設(shè)計(jì)方案,不僅能減輕MCU的工作壓力,同時(shí)也節(jié)省了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)時(shí)間,保證了模塊運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性和可靠性。本設(shè)計(jì)選用VPC3+C芯片,它集成了完整的DP協(xié)議。S3C2440a通過(guò)GPIO與VPC3+C芯片連接,同時(shí),不采用數(shù)據(jù)/地址線復(fù)用的方式,以此來(lái)提高模塊運(yùn)行效率。S3C2440通過(guò)GPJ0-GPJ10與VPC3+C的11根地址線AB(0..10)連接,通過(guò)GPB0-GPB7與VPC3+C對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)線DB(0..7)連接,同時(shí)將VPC3+C的XWR、XRD、XCS、X/INT及XREADY引腳分別與MCU的GPF0-GPF4相連接。VPC3+C引腳連接如圖3所示。
為了提高模塊的抗干擾性,系統(tǒng)選擇了帶磁耦隔離的RS485收發(fā)芯片ADM2486,其速率高達(dá)20Mb/S,完全滿(mǎn)足Profibus-DP的通信要求。與傳統(tǒng)的光耦隔離相比,其簡(jiǎn)化了模塊電路設(shè)計(jì),同時(shí)大大降低了模塊功耗。AMD2486的引腳TxD、RxD及RTS分別與VPC3+C的TxD、RxD及RTS引腳相連接。
3 軟件實(shí)現(xiàn)方案
轉(zhuǎn)換模塊的作用是將Profibus-DP協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成Modbus協(xié)議數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)使用不同協(xié)議的設(shè)備之間的通信,完成生產(chǎn)控制要求。在實(shí)際工作時(shí),當(dāng)轉(zhuǎn)換模塊初始化完成后,即進(jìn)入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換狀態(tài)。每次通信都由Profibus-DP主站發(fā)起,然后發(fā)送到轉(zhuǎn)換模塊中的VPC3+C芯片上,由于VPC3+C集成了完整的Profibus-DP協(xié)議,因此對(duì)DP數(shù)據(jù)的處理并不需要MCU的參與[8]。VPC3+C處理完數(shù)據(jù)后,通知MCU取走數(shù)據(jù)。MCU收到主站數(shù)據(jù)后,將其轉(zhuǎn)換成Modbus協(xié)議格式,然后發(fā)送給從站并等待從站響應(yīng)。
從整個(gè)控制系統(tǒng)來(lái)看,主要包含3種通信過(guò)程:Profibus-DP主站與模塊從站側(cè)的通信、模塊內(nèi)部的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,以及模塊Modbus主站側(cè)與現(xiàn)場(chǎng)從設(shè)備的通信。在主程序設(shè)計(jì)中,主要是對(duì)3種通信過(guò)程進(jìn)行合理控制,以保證系統(tǒng)的可靠性和實(shí)時(shí)性。MCU及VPC3+C的初始化工作應(yīng)當(dāng)在數(shù)據(jù)交換之前完成。對(duì)VPC3+C的操作主要包括:允許中斷、寫(xiě)入從站地址、設(shè)置模式寄存器、診斷緩沖區(qū)、參數(shù)緩沖區(qū)、配置緩沖區(qū)、地址緩沖區(qū)以及緩沖區(qū)的長(zhǎng)度,最后設(shè)置輸入輸出緩沖區(qū)并取得其指針。主程序流程如圖4所示。
由該流程圖可以看出,MCU采用輪詢(xún)方式讀取VPC3+C中的數(shù)據(jù)。相對(duì)于中斷的方式,輪詢(xún)方式可以減少對(duì)Modbus側(cè)通信的影響,有助于提高模塊的轉(zhuǎn)換效率。
由硬件設(shè)計(jì)部分可知,VPC3+C協(xié)議芯片通過(guò)X/INT引腳與S3C2440A芯片的GPC3引腳相連。在遇到異常情況時(shí),VPC3+C將通過(guò)此引腳通知MCU。MCU通過(guò)讀取中斷寄存器的內(nèi)容確定中斷源的類(lèi)型,然后調(diào)用相應(yīng)的處理程序進(jìn)行處理。VPC3+C的中斷服務(wù)流程如圖5所示。
轉(zhuǎn)換模塊中,Modbus和Profibus-DP之間的協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通過(guò)映射關(guān)系建立。轉(zhuǎn)換模塊中,設(shè)置了兩塊數(shù)據(jù)緩沖區(qū),一塊是Profibus-DP數(shù)據(jù)輸入緩沖區(qū),另一塊是Profibus-DP輸出緩沖區(qū)。Modbus主站側(cè)將讀取的數(shù)據(jù)寫(xiě)入到網(wǎng)絡(luò)輸入緩沖區(qū),供Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)讀??;Modbus寫(xiě)命令從網(wǎng)絡(luò)輸出緩沖區(qū)取出數(shù)據(jù)并發(fā)送到相應(yīng)的Modbus從設(shè)備。在從緩沖區(qū)取用數(shù)據(jù)時(shí),為了保證所使用的數(shù)據(jù)是最新的,采用單個(gè)緩沖的設(shè)計(jì)方式,以此來(lái)保證數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的實(shí)時(shí)性。同時(shí),Modbus從設(shè)備取得數(shù)據(jù)后直接填充到協(xié)議芯片的輸入緩沖區(qū),轉(zhuǎn)換模塊讀取Profibus協(xié)議數(shù)據(jù)后直接轉(zhuǎn)換成Modbus協(xié)議數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出,通過(guò)這種方式,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換效率有所提升。
在轉(zhuǎn)換模塊中,Modbus協(xié)議通過(guò)軟件方式實(shí)現(xiàn)[9-10]。Modbus主站側(cè)一方面將DP主站發(fā)送的數(shù)據(jù)通過(guò)Modbus協(xié)議格式發(fā)送給從站;另一方面將Modbus現(xiàn)場(chǎng)從設(shè)備的響應(yīng)信息報(bào)告給DP主站。對(duì)于從站的響應(yīng)信息,采取中斷設(shè)計(jì)方式。由于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)可靠性和實(shí)時(shí)性要求較高,而且數(shù)據(jù)量很大,采取中斷的方式可以大大減輕MCU的負(fù)擔(dān)[11]。數(shù)據(jù)輸入中斷服務(wù)流程如圖6所示。
4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
本文采用西門(mén)子公司的S7300 PLC作為Profibus-DP主站[12],利用PC端的Commix串口調(diào)試工具模擬Modbus從站設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過(guò)驗(yàn)證,轉(zhuǎn)換模塊能夠有效地完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能,達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。
(1)在PLC創(chuàng)建數(shù)據(jù)區(qū)DB1、DB2。其中DB1為數(shù)據(jù)發(fā)送區(qū),DB2為數(shù)據(jù)接收區(qū)。
(2)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收分別通過(guò)SFC15 “DPWR_DAT”和SFC14“DPRD_DAT”完成。
將DB1數(shù)據(jù)打包發(fā)送:
CALL "DPRD_DAT" //調(diào)用SFC14
LADDR :=W#16#0 //接收輸入起始地址
RET_VAL:=MW2 //錯(cuò)誤代碼
RECORD :=P#DB2.DBX 0.0 WORD 8
將收數(shù)據(jù)存放到DB2:
CALL "DPWR_DAT" //調(diào)用SFC15
LADDR :=W#16#0 //發(fā)送輸出起始地址
RECORD :=P#DB1.DBX 0.0 WORD 8 RET_VAL:=MW4 //錯(cuò)誤代碼
(3)調(diào)用SFC21將DB1和DB2中的數(shù)據(jù)初始化。
(4)保存組態(tài)信息后進(jìn)行測(cè)試。
(5)通過(guò)轉(zhuǎn)換模塊發(fā)送數(shù)據(jù)01 03 00 00 00 08 44 0C,串口可以收到周期性發(fā)來(lái)的信息,如圖7所示。
(6)在發(fā)送區(qū)輸入響應(yīng)數(shù)據(jù)幀,如圖8所示。
(7)DB2數(shù)據(jù)塊可以正確接收串口發(fā)送的信息,如圖9所示。
5 結(jié)語(yǔ)
隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展,對(duì)生產(chǎn)控制的要求越來(lái)越高,現(xiàn)場(chǎng)總線因其標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)放、可靠性高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),已成為自動(dòng)控制發(fā)展的新方向。而總線標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一給用戶(hù)系統(tǒng)集成帶來(lái)了很大困難,因此對(duì)不同總線設(shè)備的集成化研究尤為重要。本文設(shè)計(jì)的Modbus/Profibus-DP轉(zhuǎn)換模塊所需要的硬件簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、可靠,且成本相對(duì)較低,同時(shí)在軟件方面對(duì)協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的可靠性和實(shí)時(shí)性進(jìn)行了優(yōu)化,從而在硬件和軟件兩方面保證了通信的實(shí)時(shí)性和可靠性,具有一定的實(shí)用價(jià)值。
參考文獻(xiàn):
[1] 侯維巖,費(fèi)敏銳.Profibus協(xié)議分析和系統(tǒng)應(yīng)用[M].北京:清華大學(xué)出版社,2006.
[2] 章民融,秦艷華,徐亞鋒.基于SPC3的Profibus-DP的研究與開(kāi)發(fā)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件,2008,2(8):184-186.
[3] 張大海.Profibus-DP與CAN協(xié)議轉(zhuǎn)換研究及其網(wǎng)關(guān)開(kāi)發(fā)[D].武漢:武漢大學(xué),2005.
[4] 華F.從Modbus到透明就緒:施耐德電氣工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議、設(shè)計(jì)、安裝和應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009.
[5] 潘志剛,胡景泰,李強(qiáng).基于Modbus的串口通信實(shí)現(xiàn)[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī),2012,25(7):79-80.
[6] 王建國(guó),孫豐祥,李紅梅,等.基于軟件協(xié)議的Profibus-DP從站實(shí)現(xiàn)[J].化工自動(dòng)化及儀表,2010,37(1):66-69.
[7] 趙瑋,金亞萍,張勝.基于OPC技術(shù)的應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)[J].機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新,2009(3):100-101.
[8] 夏琳琳,邱超,富兆龍,等.基于VPC3協(xié)議芯片的Profibus-DP接口適配卡的設(shè)計(jì)研究[J].化工自動(dòng)化及儀表,2012(1):1323-1327.
[9] 許波.Modbus通信協(xié)議的研究與實(shí)現(xiàn)[D].合肥:安徽大學(xué),2010.
[10] 翁建年,張浩,彭道剛,等.基于嵌入式ARM的MOBUS/TCP協(xié)議的研究與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件,2009,26(10):36-39.
關(guān)鍵詞:GNS3;SecureCRT;dynamips;OSPF
中圖分類(lèi)號(hào):G642.0,TP316.8 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2014)42-0273-03
前言
21世紀(jì)的到來(lái),讓整個(gè)世界都步入了信息時(shí)代,信息時(shí)代最大的代表特征就是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的廣泛使用、信息總量空前的巨大、信息傳播速度和更新頻率空間快,這些都已經(jīng)深深的影響著我們的生活,我們已經(jīng)時(shí)時(shí)刻刻離不開(kāi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。面臨著人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求不斷膨脹,相對(duì)的能提供這方面的服務(wù)的人才也就日益增多,就目前來(lái)說(shuō)這一領(lǐng)域的頂級(jí)人才還是非常稀缺的,這就需要各大高校在對(duì)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)上下更大物力、財(cái)力、人力等等,才能有效培養(yǎng)出社會(huì)所需求的人才。目前,各高校在計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)基本上都開(kāi)設(shè)了《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》課程,但是配套的計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備、專(zhuān)用實(shí)驗(yàn)室等等,都因?yàn)榉N種原因得不到有力的支持,在教學(xué)上更多采用搭建仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)來(lái)彌補(bǔ)現(xiàn)實(shí)中的限制條件。而在模擬器選擇上,傳統(tǒng)的Cisco Packet Tracer和dynamips都不能很好地滿(mǎn)足我們的教學(xué)需求,在長(zhǎng)期探索中,我們確立了利用界面友好的GNS3與SecureCRT模擬器軟件搭建動(dòng)態(tài)路由協(xié)議OSPF仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的方案,并在實(shí)際教學(xué)中使用,效果良好。
二、GNS3以及SecureCRT的概述
GNS3是一款優(yōu)秀的具有GUI界面的網(wǎng)絡(luò)虛擬軟件,可以通過(guò)它來(lái)完成實(shí)驗(yàn)?zāi)M實(shí)驗(yàn),同時(shí)它也可以用于虛擬體驗(yàn)Cisco網(wǎng)際操作系統(tǒng)IOS或者是檢驗(yàn)將要在真實(shí)的路由器上部署實(shí)施的相關(guān)配置。SecureCRT是一款支持SSH的終端仿真程序,是Windows下登錄UNIX或Linux服務(wù)器主機(jī)的軟件。SecureCRT支持SSH,同時(shí)支持Telnet和rlogin協(xié)議。
三、GNS3平臺(tái)OSPF的設(shè)計(jì)與制作過(guò)程
右面是實(shí)驗(yàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
1.拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖。使用OSPF動(dòng)態(tài)協(xié)議目的:用前綴列表和分發(fā)列表使R1、R5上不能收到22.22.22.0/24的路由;R3、R4只能收到22.22.22.0/24的還回口路由;R2上要能收到所有環(huán)回口的路由。
R1上面的鏈路配置
進(jìn)入串行鏈路接口S0/0配置
interface Serial0/0
no shutdown
ip address 12.1.1.1 255.255.255.0
serial restart-delay 0
進(jìn)入串行鏈路接口S0/1配置
interface Serial0/1
no shutdown
ip address 13.1.1.1 255.255.255.0
serial restart-delay 0
進(jìn)入串行鏈路接口S0/2配置
interface Serial0/2
no shutdown
ip address 14.1.1.1 255.255.255.0
serial restart-delay 0
進(jìn)入串行鏈路接口S0/3配置
interface Serial0/3
no shutdown
ip address 15.1.1.1 255.255.255.0
serial restart-delay 0
R2上面的鏈路配置
進(jìn)入串行鏈路接口S0/0配置
interface Serial0/0
no shutdown
ip address 12.1.1.2 255.255.255.0
serial restart-delay 0
進(jìn)入環(huán)回口接口0配置
interface Loopback0
no shutdown
ip address 2.2.2.2 255.255.255.0
進(jìn)入環(huán)回口接口1配置
interface Loopback1
no shutdown
ip address 22.22.22.22 255.255.255.0
由于需要對(duì)這個(gè)借口進(jìn)行OSPF路由控制
而OSPF環(huán)回口時(shí)默認(rèn)32位 所以要更改類(lèi)型
ip ospf network point-to-point
R3上面的鏈路配置
進(jìn)入串行鏈路接口S0/1配置
interface Serial0/1
no shutdown
ip address 13.1.1.3 255.255.255.0
serial restart-delay 0
進(jìn)入環(huán)回口接口0配置
interface Loopback0
no shutdown
ip address 2.2.2.3 255.255.255.192
R4上面的鏈路配置
進(jìn)入串行鏈路接口S0/2配置
interface Serial0/2
no shutdown
ip address 14.1.1.4 255.255.255.0
serial restart-delay 0
進(jìn)入環(huán)回口接口0配置
interface Loopback0
no shutdown
ip address 2.2.2.22 255.255.255.128
R5上面的鏈路配置
進(jìn)入串行鏈路接口S0/3配置
interface Serial0/3
no shutdown
ip address 15.1.1.5 255.255.255.0
serial restart-delay 0
進(jìn)入環(huán)回口接口0配置
interface Loopback0
no shutdown
ip address 2.2.2.5 255.255.255.224
2.配置好基礎(chǔ)鏈路之后,配置OSPF動(dòng)態(tài)路由協(xié)議:
R1上的動(dòng)態(tài)路由OSPF配置方式
開(kāi)啟OSPF路由協(xié)議 協(xié)議號(hào)110
router ospf 110
R1上的OSPF標(biāo)識(shí)1.1.1.1
router-id 1.1.1.1
log-adjacency-changes
路由
network 12.1.1.1 0.0.0.0 area 0
network 13.1.1.1 0.0.0.0 area 0
network 14.1.1.1 0.0.0.0 area 0
network 15.1.1.1 0.0.0.0 area 0
R2上的動(dòng)態(tài)路由OSPF配置方式
開(kāi)啟OSPF路由協(xié)議 協(xié)議號(hào)110
router ospf 110
R2上的OSPF標(biāo)識(shí)2.2.2.2
router-id 2.2.2.2
log-adjacency-changes
路由
network 2.2.2.2 0.0.0.0 area 0
network 12.1.1.2 0.0.0.0 area 0
network 22.22.22.22 0.0.0.0 are 0
R3上的動(dòng)態(tài)路由OSPF配置方式
開(kāi)啟OSPF路由協(xié)議 協(xié)議號(hào)110
router ospf 110
R3上的OSPF標(biāo)識(shí)3.3.3.3
router-id 3.3.3.3
log-adjacency-changes
路由
network 2.2.2.3 0.0.0.0 area 0
network 13.1.1.3 0.0.0.0 area 0
R4上的動(dòng)態(tài)路由OSPF配置方式
開(kāi)啟OSPF路由協(xié)議 協(xié)議號(hào)110
router ospf 110
R4上的OSPF標(biāo)識(shí)4.4.4.4
router-id 4.4.4.4
log-adjacency-changes
路由
network 2.2.2.22 0.0.0.0 area 0
network 14.1.1.4 0.0.0.0 area 0
R5上的動(dòng)態(tài)路由OSPF配置方式
開(kāi)啟OSPF路由協(xié)議 協(xié)議號(hào)110
router ospf 110
R5上的OSPF標(biāo)識(shí)5.5.5.5
router-id 5.5.5.5
log-adjacency-changes
路由
network 2.2.2.5 0.0.0.0 area 0
network 15.1.1.5 0.0.0.0 area 0
最后是R2上要接收到所有環(huán)回口地址,R1上已經(jīng)沒(méi)有22.22.22.0/24的路由,R5上已經(jīng)沒(méi)有22.22.22.0/24的路由,R3上只有22.22.22.0/24的路由,R4上只有22.22.22.0/24的路由。
四、總結(jié)
OSPF(Open Shortest Path First開(kāi)放式最短路徑優(yōu)先)是一個(gè)內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(Interior Gateway Protocol,簡(jiǎn)稱(chēng)IGP),用于在單一自治系統(tǒng)(autonomous system,AS)內(nèi)決策路由,OSPF采用著名的迪克斯加算法被用來(lái)計(jì)算最短路徑樹(shù),與RIP相比,OSPF是鏈路狀態(tài)協(xié)議,而RIP是距離矢量協(xié)議。
利用GNS3和SecreCRT搭建仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái),為學(xué)生們提供了自主學(xué)習(xí)的環(huán)境,開(kāi)展了開(kāi)創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn),從而使得學(xué)生的所學(xué)知識(shí)掌握的更加牢靠,而且能更好地應(yīng)用到實(shí)踐中去。
參考文獻(xiàn):
[1]崔北亮.CCNA認(rèn)證指南(640-802)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2009.
關(guān)鍵詞:協(xié)議 核心主干 雙鏈路 虛擬備份
一、技術(shù)概述
全球網(wǎng)絡(luò)虛擬備份技術(shù)主要有智能彈性架構(gòu)虛擬化IRF(Intelligent Resilient Framework)技術(shù)、環(huán)網(wǎng)技術(shù)、 HSRP、VRRP虛擬網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議、OSPF動(dòng)態(tài)路由組網(wǎng)技術(shù)、鏈路聚合技術(shù) 、VLAN TRUNK技術(shù)、Spanning tree(生成樹(shù)協(xié)議)等技術(shù),其靈活的網(wǎng)絡(luò)備份功能在保障網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定運(yùn)行方面被業(yè)界廣泛應(yīng)用。
吐哈網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備支持HSRP、VRRP虛擬網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議、OSPF動(dòng)態(tài)路由組網(wǎng)技術(shù)、鏈路聚合技術(shù) 、VLAN TRUNK技術(shù)、Spanning tree(生成樹(shù)協(xié)議)這些虛擬備份技術(shù)。不支持智能彈性架構(gòu)虛擬化技術(shù),如應(yīng)用其需更換大量的主干核心設(shè)備,投資大,要重新部署網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)規(guī)劃,對(duì)網(wǎng)絡(luò)影響大,不易實(shí)施。而環(huán)網(wǎng)技術(shù)適用于組成核心環(huán)網(wǎng),不適用大范圍部署。
二、應(yīng)用背景
迫切性:吐哈油田企業(yè)網(wǎng)在近年得到快速發(fā)展,隨著A11油氣水井物聯(lián)網(wǎng)即將建設(shè),用戶(hù)突破23904戶(hù),核心主干接入設(shè)備達(dá)到1100臺(tái)左右,網(wǎng)絡(luò)規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大,為此對(duì)網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提出了更高要求,迫切要求網(wǎng)絡(luò)主干、核心等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)具備備份功能,為油田正常生產(chǎn)和油田物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)保駕護(hù)航。
先進(jìn)性: 在保障網(wǎng)絡(luò)安全可靠穩(wěn)定運(yùn)行方面,HSRP熱備份路由協(xié)議、VRRP虛擬網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議、OSPF動(dòng)態(tài)路由組網(wǎng)技術(shù)、鏈路聚合技術(shù) 、Spanning tree(生成樹(shù)協(xié)議)等是全球主推的網(wǎng)絡(luò)虛擬備份技術(shù),并作為互聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)在下一代互聯(lián)網(wǎng)即物聯(lián)網(wǎng)中繼續(xù)發(fā)揮作用,體現(xiàn)了其技術(shù)的先進(jìn)性和成熟性。
三、技術(shù)應(yīng)用
從油田網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、架構(gòu)和成本考慮,經(jīng)過(guò)對(duì)HSRP、VRRP虛擬網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議、OSPF動(dòng)態(tài)路由組網(wǎng)技術(shù)、鏈路聚合技術(shù) 、Spanning tree(生成樹(shù)協(xié)議)等綜合研究,企業(yè)網(wǎng)應(yīng)用ethernet channel+VLAN TRUNK+HSRP+OSPF備份模型、社區(qū)網(wǎng)應(yīng)用ethernet channel+VLAN TRUNK+STP+VRRP+OSPF備份模型,完成了吐哈兩網(wǎng)雙核心雙鏈路網(wǎng)絡(luò)建設(shè),實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)備份,并應(yīng)用于公司A8生產(chǎn)調(diào)度指揮系統(tǒng)項(xiàng)目、F7高清視頻會(huì)議網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目及OTN萬(wàn)兆通信軟交換網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目,使這些重要項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)也實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)備份功能。
1.企業(yè)網(wǎng)虛擬備份技術(shù)應(yīng)用
以ethernet channel+VLAN TRUNK+HSRP+OSPF虛擬備份技術(shù)為模型:
1.1應(yīng)用ethernet channel+VLAN TRUNK技術(shù)
部署CISCO6509及ZXR10 8908之間雙核心大容量數(shù)據(jù)通道, 解決雙核心設(shè)備之間對(duì)高帶寬的需求,并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在雙核心之間的快速傳輸。
1.2應(yīng)用 HSRP熱備份路由協(xié)議
實(shí)現(xiàn)CISCO6509及ZXR10 8908的雙機(jī)主備,主備切換時(shí)間為10S,企業(yè)網(wǎng)設(shè)備應(yīng)用該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了核心節(jié)點(diǎn)的冗余熱備功能。
1.3應(yīng)用OSPF協(xié)議
采用Open Shortest Path First開(kāi)放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議,核心到匯聚之間的兩條鏈路部署為雙鏈路,雙鏈路主備自動(dòng)切換,切換時(shí)間在1-3S,鏈路的切換時(shí)間理論上可調(diào)至小于4S。使企業(yè)網(wǎng)各主干鏈路實(shí)現(xiàn)雙鏈路。
1.4企業(yè)網(wǎng)ethernet channel+VLAN TRUNK+HSRP+OSPF虛擬備份技術(shù)模型--雙核心雙鏈路拓?fù)洹?/p>
2.社區(qū)網(wǎng)虛擬備份技術(shù)應(yīng)用
以ethernet channel+VLAN TRUNK+VRRP+STP+OSPF虛擬備份技術(shù)為模型:
2.1應(yīng)用ethernet channel+VLAN TRUNK技術(shù)。
部署H3C S8908及H3C S8508之間雙核心大容量數(shù)據(jù)通道, 解決雙核心設(shè)備之間對(duì)高帶寬需求,并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在雙核心之間的快速傳輸。
2.2應(yīng)用VRRP虛擬路由冗余協(xié)議
使社區(qū)網(wǎng)H3C S8508、H3C S9508E實(shí)現(xiàn)雙核心雙機(jī)主備,使雙核心交換機(jī)通過(guò)主備模式實(shí)現(xiàn)雙機(jī)熱備和冗余。從而保證了社區(qū)核心網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)性和可靠性。
2.3應(yīng)用STP+OSPF部署主備雙鏈路
社區(qū)核心匯聚主干鏈路采用TRUNK技術(shù)互聯(lián),即二層交換網(wǎng),應(yīng)用STP協(xié)議,將H3C S9508E指定為根交換機(jī), 另一臺(tái)H3C S8508為備份根交換機(jī),各匯聚交換機(jī)為非根設(shè)備,當(dāng)主根交換機(jī)端口、設(shè)備故障或宕機(jī)時(shí),備份根交換機(jī)立即取代根而成為主根設(shè)備,此時(shí)主鏈路自動(dòng)轉(zhuǎn)到備份根實(shí)現(xiàn)主備鏈路自動(dòng)切換,通過(guò)OSPF自動(dòng)學(xué)習(xí)來(lái)自主備鏈路的不同路由,保證網(wǎng)絡(luò)正常傳輸,與VRRP共同實(shí)現(xiàn)雙核心互為備份和鏈路備份功能。STP協(xié)議主備鏈路切換時(shí)間理論值小于30S,但在實(shí)際測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)在50ms左右完成切換。
2.4以ethernet channel+VLAN TRUNK+VRRP+STP+OSPF虛擬備份技術(shù)為模型的社區(qū)雙核心雙鏈路拓?fù)洹?/p>
3.公司A8、F7項(xiàng)目、OTN軟交換通信項(xiàng)目虛擬備份技術(shù)應(yīng)用
3.1應(yīng)用OSPF協(xié)議完成公司A8生產(chǎn)指揮調(diào)度系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的雙鏈路
將企業(yè)網(wǎng)雙核心到A8匯聚交換機(jī)之間部署為雙鏈路,通過(guò)OSPF協(xié)議的路由優(yōu)先級(jí)實(shí)現(xiàn)雙鏈路主備自動(dòng)切換,切換時(shí)間在1-3S。
3.2公司F7高清項(xiàng)目應(yīng)用VRRP+ospf協(xié)議完成雙機(jī)主備及雙鏈路
公司F7高清視頻項(xiàng)目設(shè)備采用VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol)+OSPF技術(shù),實(shí)現(xiàn)雙機(jī)之間數(shù)據(jù)的自動(dòng)遷移,通過(guò)主備模式實(shí)現(xiàn)雙機(jī)熱備和冗余。從而保證了F7高清視頻項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定和可靠運(yùn)行。
3.3OTN通信軟交換IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用VRRP+STP協(xié)議完成雙機(jī)主備及雙鏈路
采用VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol)+STP技術(shù),通信軟交換2臺(tái)H3C S7502E核心網(wǎng)均實(shí)現(xiàn)雙機(jī)主備,使雙核心交換機(jī)通過(guò)主備模式實(shí)現(xiàn)雙機(jī)熱備和冗余。從而保證了軟交換通信網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)性和可靠性。
四、應(yīng)用效果
1.效果亮點(diǎn)
成功應(yīng)用ethernet channel+VLAN TRUNK+HSRP+OSPF、ethernet channel+VLAN TRUNK+STP+VRRP+OSPF虛擬備份技術(shù)模型。
1.1企業(yè)和社區(qū)核心雙機(jī)主備自動(dòng)切換時(shí)間小于5S,核心網(wǎng)在瞬間恢復(fù)穩(wěn)定。
1.2雙鏈路主備自動(dòng)切換,企業(yè)網(wǎng)切換時(shí)間小于1-3S,社區(qū)網(wǎng)切換時(shí)間小于30S。
1.3為公司A8、F7項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)及通信軟交換網(wǎng)絡(luò)高效和安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了強(qiáng)有力的保證。
1.4企業(yè)網(wǎng)29個(gè)主干匯聚網(wǎng)絡(luò)雙鏈路,全部輻射油田網(wǎng)絡(luò),主備鏈路自動(dòng)切換時(shí)間小于3S。
2.社區(qū)網(wǎng)建成的14個(gè)主干匯聚網(wǎng)絡(luò)雙鏈路,主備自動(dòng)切換時(shí)間小于30S。
3.避免核心主干網(wǎng)絡(luò)中斷事故的發(fā)生,提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維效率。
3.1單鏈路狀態(tài)下,光纜中斷或發(fā)生故障,網(wǎng)絡(luò)立即大面積甚至全網(wǎng)中斷,網(wǎng)絡(luò)回復(fù)時(shí)間取決于故障排查時(shí)間,即鏈路中斷多久網(wǎng)絡(luò)就中斷多久,嚴(yán)重影響油田正常生產(chǎn)。
3.2雙鏈路狀態(tài)下,主干鏈路中斷,企業(yè)網(wǎng)1-3S內(nèi)就能自動(dòng)切換至備用電路,社區(qū)網(wǎng)30S左右就可自動(dòng)切換至備用電路,網(wǎng)絡(luò)基本不中斷。
3.3確立了兩種成熟的網(wǎng)絡(luò)備份技術(shù)模型