计算机网络辅助建立防洪抗灾快速反应机制——思科解决方案在黄河河务管理中的应用

计算机网络辅助建立防洪抗灾快速反应机制——思科解决方案在黄河河务管理中的应用

本文介绍了思科公司的交换、路由和网管产品在河南省黄河河务局防汛大楼计算机网络中的应用,阐述了这一网络设计所具有的先进、可靠、安全、可管理等特点。

1998年的滔天洪水以及广大军民奋勇抗战的景象至今仍然历历在目,中央和各级政府高度关注防洪抗灾工作。退耕还林,加强环境保护是治理水患的根本;严密监控水情,提高水文数据传递的时效性,建立快速反应机制是防洪抗灾未雨绸缪的有效措施。

河南省黄河河务局负责监控的黄河河段在历史上一直是洪涝重灾区,上游的水土流失在这里对防洪抗灾形成了巨大压力,为此一方面要加强黄河两岸的植树造林、环境保护,另一方面要加强水文数据的收集、传递、处理和分析,及时发现问题,快速反应。河南省黄河河务局防汛大楼是黄河河务的数据处理中心以及指挥中心,是防洪抗灾中的枢纽,构建河南黄河河务局防汛大楼计算机网络系统是建立防洪抗灾快速反应机制必不可少的技术保障。

思科系统公司的高级认证代理商--河南众联网络有限公司提供了该项目的设计方案并承担了项目建设(地址:河南省郑州市花园路51号;邮编:450008电话:0371-5720370;传真:0371-5720365)。工程覆盖范围为河南黄河河务局防汛大楼20个楼层。中心局域网包括数据中心的主干交换机、路由器、主机系统、楼层接入交换机。

网络系统设计目标

河南黄河河务局防汛大楼计算机网络系统应为黄河河务局提供一个高智能、高效率、高可靠性的图形、数据综合传输平台,为实现黄河河务局办公自动化,防汛指挥现代化打下坚实的物质基础。

整个网络系统按功能划分应具备以下三个主要功能模块:

  • 中心局域网模块--对应防汛大楼的局域网连接;
  • 与黄委主干的连接模块--要求与黄委网管中心作高速互联;
  • 3网络的管理模块--要求能方便、实时地进行网络状态和设备性能监控。

以上各个模块既相对独立又互相连通,形成一个综合局域、广域、办公、防汛管理的综合性现代化网络,其中大楼局域网是整个网络系统的核心。该项工程内容主要包括:网络硬件系统、网络管理系统、主机系统和数据库软件系统。

网络系统设计方案

根据设计目标,河南黄河河务局防汛大楼计算机网络系统采用二级星型结构--第一级为主交换机与各楼层交换机的星型连接;第二级为楼层交换机与各终端节点构成的星型,具体拓扑结构如图所示:

网络系统设计方案

下面将根据模块划分详细讨论河南黄河河务局防汛大楼计算机网络系统的设计和实现:

  • 中心局域网
    • 中心局域网包括数据中心的主交换机、路由器、主机系统和楼层接入交换机,其核心设备是主交换机Catalyst 5500,通过1000M光缆与各楼层的3台Catalyst 2924M和7台Catalyst 2948G建立连接,再通过Catalyst 2924M及2948G下接10M或100M工作站节点;数据中心的主服务器则通过100M快速以太网直接连接到主交换机Catalyst 5500上。由此形成一个高性能、全交换的大楼局域网。
    • 中心局域网的核心设备Catalyst 5500是思科公司高性能的同时支持ATM LANE与10/100/1000Mbps以太网,FDDI/CDDI,令牌环网等技术的交换机,支持VLAN应用、SNMP/RMON网管,并可支持第三层路由功能,关键部件(电源、引擎板等)具有冗余备份特性。Catalyst 5500共有13个接口插槽,本方案中的配置为:双处理器模块;1块12口100BaseFx快速以太网模块,用于上联黄委网管中心, 连接3台Catalyst 2924M和7台Catalyst 2948G;1块24口100Base-Tx模块,用于与各服务器相连;用于上联黄委网管中心;1块RSM路由交换模块,可用作VLAN间路由;此外还留有8个槽位用于今后扩充。
    • 楼层交换机Catalyst 2924M具有低延迟、线速率交换等特点,能很好地支持多媒体应用。
    • Catalyst 2948G则是高密度, 固定配置的高性能交换机。各台Catalyst 2924M可为两层楼提供24个全交换10M/100M自适应端口,并有2个扩展槽位,其中一个槽位配置1000Mbps接口模块,连接主交换机Catalyst 5500,剩余1个槽位用于今后扩充。各台Catalyst 2948G提供48个全交换10M/100M自适应端口,并有2个千兆接口插槽, 其中的一个配置千兆以太网接口转换器(GBIC), 连接主交换机Catalyst 5500,剩余1个千兆以太网接口插槽用于今后扩充。
    • 本方案中还引入了Cisco 2511路由器用作远程个人用户(如河务中心在家办公或出差在外的工作人员)的电话拨入服务,它提供了1个10BaseT接口,用于连接到中心局域网;16个异步拨号端口(115.2K),可同时支持16个用户拨号访问局域网中服务器数据;此外还具有2个高达2M的同步串口,可为以后更多的应用提供DDN专线、帧中继等高速广域网连接。
  • 黄委主干连接
    • Catalyst 5500具有支持双绞线、多模光纤、单模光纤在内的多种介质,包括ATM LANE,10/100/1000Mbps以太网,FDDI/CDDI,令牌环等局域网技术。根据用户的需求,主交换机Catalyst 5500采用了一个100M的光纤以太网端口,连接至黄委主干。
  • 网络管理
    • 网络管理选择了思科公司著名的网络软件CiscoWorks,以中心局域网中一台Windows NT服务器作为网管平台。CiscoWorks运行于TCP/IP网络环境中,提供基于SNMP标准的一系列应用,能够对支持SNMP协议的所有网络设备,特别是Cisco路由器、交换机和远程服务器等网络节点设备,提供有效的监测、管理和控制功能。

网络系统方案特点

根据以上方案实施建立的河南黄河河务局防汛大楼计算机网络系统,充分满足了用户的要求,实际运行中具有如下技术特点:

  • 先进性
    • 思科公司在网络界具有绝对领先优势,其网络产品如Catalyst 5500 、Catalyst 2924M、Catalyst 2948G、Cisco 2511等具有功能强大,性能卓越,高可靠性、高扩充性和管理灵活简易等特点。 利用Cisco贯穿于整个产品系列中和InterSwitch Link(ISL)技术,能够建立多个虚拟局域网,根据逻辑关系任意设置网段,而不受物理连接的限制,解决了传输介质、设备和协议的可扩展性问题;此外,通过在主交换机Catalyst 5500上插入路由模块的方法,能实现各VLAN间数据的相互高速通信。
  • 可靠性
    • 核心设备Catalyst 5500所有的模块都可带电热拔插而无需关机重新配置,在线软件重新配置时也不必中断网络应用和服务,具有支持冗余、负载均衡的双电源系统备份和双处理器备份。
  • 安全性
    • Cisco所有的路由器都提供两级密码保护,严格限制使用者对路由器的访问权限,确保网络设备本身的安全性;路由器和Catalyst 5500路由模块的IOS还提供了基于网络层的安全控制功能--访问列表,能够基于源地址、目的地址或特定应用服务控制用户的网络行为,如限定某子网个别客户机对另一子网的访问,或对特定访问服务类型(如ftp, telnet, mail等)进行限制。
  • 实时网络管理
    • 一套智能的网络管理系统可以直观、动态地揭示设备的工作状态和使用效率,具有交互式图形操作界面,支持网络自动报警和故障诊断,支持网络设备在线升级和维护,从而大大降低维护成本。本方案中选用的CiscoWorks就是一种典型的智能实时网络管理系统。 作为业界领先的网络厂商,Cisco公司的CiscoWorks是一系列基于SNMP协议应用的集合,可以在网络中心集中地管理分布式的Cisco路由器、ATM Switch和网络交换机设备,简化日复一日的状态监控、故障诊断、数据分析等工作。
  • 可扩充性
    • 本方案中采用的产品有很好的可扩充性:Catalyst 5500是全模块化设备,提供13个插槽,方案中还留有8个可扩充槽;Catalyst 2924M具有24个10/100Mb自适应以太网端口,提供2个扩展槽,目前也留有1个可扩展槽; Catalyst 2948G上尚余一个千兆以太网接口插槽 Cisco 2511的同步串口也可为以后的广域网发展预留空间。模块化设计的另一好处是方便采用新技术,选择日后推陈出新的各种模块;当然,现有的网络系统也能够作为新网络的一个子系统继续运行,保护现有的投资。
  • 采用工业标准化技术,具有良好的互连特性
    • 思科系统公司一贯坚持协议的标准化、技术的先进性和产品的互连性, Cisco的IOS(网际互联操作系统)使Cisco产品具有最全面的功能、高度的扩展性和稳定性,它支持现有的绝大多数数据网络(如以太网、令牌环、FDDI/CDDI、ATM、X.25、PSTN、帧中继、ISDN等),并且支持几乎所有的传输协议(如TCP/IP、IPX、DECnet、SNA、OSI、SDL、Vines、XNS等等)。IOS是Cisco产品的灵魂,并成为网络界的事实标准。

综上所述,河南众联网络有限公司为河南省黄河河务局防汛大楼设计建立的计算机网络系统是一套结构合理、性能优良、稳定可靠的网络系统,是河南省防洪抗灾快速反应机制的重要技术基础,必将在黄河治理中发挥出不可替代的巨大作用。

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