调度数据专网技术方案

河北省电力公司

变电站无人值班建设和改造工程

石家庄调度实时数据网及64k数字通道接口装置

技术方案

■期

石家庄科林自动化有限公司

2007年1月28日

—魏惬石家庄电力调度网技术方案

目录

第一章概述..............................................3

1.1项目背景......................................................3

第二章石家庄科林自动化有限公司简介......................4

2.1科林公司概况.................................................4

2.2石家庄科林公司承建石家庄电力调度四级网工程的优势.............5

第三章工程概况..........................................6

3.1网络描述.....................................................6

3.2本期工程的传输链路...........................................6

第四章网络方案设计......................................7

4.1设计原则.....................................................7

4.2拓扑结构的设计...............................................7

4.3网络路由协议和路由策略.......................................8

4.3.1区域内路由协议........................................................9

4.4组播方案设计................................................10

4.5IP地址分配建议.............................................13

4.6VPN实现方式................................................14

4.6.1VPN方式选择........................................................14

4.6.2分层PE介绍.........................................................15

4.7网络服务质量（Q0S）建议....................................17

4.7.1设计原则.............................................................17

4.7.2QOS的部署建议.....................................................17

4.8网络的自愈与恢复...........................................18

4.9网络安全方案...............................................23

4.9.1用户安全管理.........................................................23

4.9.2网络设备安全.........................................................23

4.9.3MPLSVPN的安全管理................................................25

第五章网络管理.........................................25

5.1网络管理需求...............................................25

5.2设备管理解决方案一一QUIDVIEW...................................26

5.3多厂商网络设备管理解决方案...................................32

5.3.1QuidviewNMF统一网管方案...........................................33

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5.3.2与第三方通用网管平台集成方案.........................................34

第六章项目实施管理.....................................36

6.1项目组织结构.................................................36

6.1.1项目经理.............................................................36

6.1.2项目实施组...........................................................37

6.1.3项目质量监控组职责..................................................38

6.1.4项目培训和维护组职责................................................38

6.2人员安排.....................................................38

6.3工程进度安排.................................................39

6.3.1任务划分.............................................................39

6.3.2规范化施工...........................................................40

6.3.3工程阶段划分及进度控制..............................................40

6.4工程实施管理................................................42

6.4.1范围管理.............................................................42

6.4.2质量管理.............................................................42

6.4.3沟通管理.............................................................44

6.4.4变更管理.............................................................45

6.4.5风险管理.............................................................47

6.4.6施工工艺.............................................................49

6.4.7安全防火.............................................................51

第七章系统测试.........................................52

7.1测试说明....................................................52

7.2测试目的.....................................................52

7.3测试计划.....................................................52

7.3.1单元测试方案........................................................52

7.3.2整体测试方案.......................................................54

7.3.3系统集成测试方案...................................................55

第八章技术培训.........................................58

8.1培训目标....................................................58

8.2培训方式及内容..............................................58

附录设备介绍...........................................61

附录一H3CAR46系列路由器........................................61

附录二S3900系列智能弹性交换机..................................68

附录三KLD-3001接口转换器........................................78

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第一章概述

1.1项目背景

石家庄供电公司是国家大型企业，国家电力公司一流供电企业，担负着河北

省会石家庄市区及所辖17个县（市）1.58万平公里的供电任务。

石家庄电力有限公司的电力调度数据专网已经初步建成，但目前的网络还没

有完全覆盖所有的厂站，目前石家庄供电局下属110KV变电站22座，为了实现

调度自动化实时信息，继电保护信息，经济调度管理信息，调度生产、工作票管

理信息，无功优化管理信息、电能量计量关口表计采集信息、快速传输，需要建

设各变电站到地区调度中心的调度专用数据网络。鉴于河北省南部电网220KV以

上变电站已经建设了电力调度专网系统，利用已经建立的地区调度核心节点，只

要建设110KV变电站的网络设备既可，为了系统的互连、维护方便性、设备投资

经济性考虑考虑，本项目统一采用华为的网络设备。作为调度数据网络的远动备

用通道，通过64K数字接口实现远动的数据传输。

我公司本着先进性、现实性和经济性统一的原则进行网络设计，使网络具有

高性能、高可靠性、扩展性、标准化和可管理性的特点。

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第二章石家庄科林自动化有限公司简介

2.1科林公司概况

科林自动化有限公司位于红滨路5号，隶属于石家庄高新技术开发区，是专

业从事电力和工业控制自动化软硬件开发研制、生产销售及系统集成服务的高新

技术企业。

公司现有研发中心、开发部、软件部、设计室、自动化部、抄表部、技术部、

开关部、质管部、生产部、财务部、办公室等部门，并设有销售公司、北京分公

司、江西分公司、湖北分公司、山西分公司、内蒙古分公司、银川分公司、沈阳

分公司、西安分公司、河南分公司、兰州分公司、成都分公司、唐山分公司。公

司技术力量雄厚，具有多年电力自动化设备生产、设计、施工的经验，从设计、

开发到施工投运、售后服务已自成体系，能满足电力用户的各种需求。

科林公司的主要产品有：变电站综合自动化系统、高频直流开关电源系统、

变电站数字通信设备、用电预付费远程控制装置、电力远程抄表系统、电力负荷

管理终端、电量计费系统、10kV户外真空断路器、重合器、分段器、隔离开关、

箱式变电站、10kV户内高压开关柜以及低压电控设备、监控系统、电力调度自

动化系统、微机远动系统、配网自动化系统，另科林是华为3coM高级认证代

理商，承揽系统集成的设计和施工，为客户提供全方位的系统解决方案。

公司所有产品严格执行国家和行业标准，产品全部通过电力设备质量测试中

心检测，其中KLD-9000、KLD-2000变电站综合自动化系统、KLD-6000电力远程

自动抄表系统、KLD-5000高频开关直流电源系统均已通过省级鉴定；KLD-8000

微机综合远动系统、KLD-6400电能量采集终端和KLD-6500电力负荷管理终端都

获得国家电力部的入网许可证；KLD-S2000电力调度自动化系统获得高新技术产

品证书；保护装置获得许昌继电器研究所颁发的型号使用证书；高压开关：

ZW8-12户外高压真空断路器等都获得西安高压电器研究所的型号使用证书；高

压开关柜：XGNQ-12箱型固定式金属封闭开关设备经沈阳机械工业高压电器产

品质量检测中心检测；GG1A户内高压开关柜经西高所国家高压电器质量监督检

验中心检测；KYN28A-12型户内铠装移开式交流金属封闭开关设备经电力工业电

力设备及仪表质量检验测试中心检测；低压开关柜GCK、GCS、MNS低压抽出式开

关柜、GGD低压配电柜等都通过了中国国家强制性产品认证证书；箱式变电站通

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过山东省产品质量监督检验研究院检测；KLD-7110自动重合控制器经电科院检

测中心检测。以上产品均被国家经贸委推荐为全国城乡电网建设与改造所需主要

设备产品。

我公司用电预付费远程控制装置、变电站数字通信设备、配变防盗报警器等

多项产品获国家专利。

目前，公司购置了大量的检测试验设备及工装设备，可以进行各种设备出厂

前检验检测，使产品质量得到了很好的保证，使产品合格率100%,用户满意率

达到100机到目前为止公司拥有高级工程师15人，工程师65人，技术人员110

人，行政管理人员13人，一般员工61人，由于雄厚的人才基础，使公司在技术

支持上得到了有力的保证。

我公司于二000年全面通过了IS09001认证，在石家庄高新区的支持下，我

公司正努力进行上市二板股市。在不断发展壮大的同时，公司走向规模化经营，

并向集团化发展。

企业精神：团结、务实、开拓、奉献

行为准则：严谨、求实、敬业、诚信

发展宗旨：高起点、高技术、高品质、超值服务

2.2石家庄科林公司承建石家庄电力调度四级网工程的优势

一、发展高新技术、服务中国电力是企业发展原动力

二、多年的电力行业的主导型供应商经验

三、雄厚的技术实力和丰富的调度数据网实施经验

四、强大的售后服务保障体系

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第三章工程概况

3.1网络描述

石家庄电力调度数据网络220KV以上变电站已经建设了电力调度专网系

统。核心节点为石家庄地调中心一一市局和民生站，各配置了一台NE40路由器。

为了让石家庄供电局下属的22座110KV变电站实现调度自动化实时信息，

继电保护信息，经济调度管理信息，调度生产、工作票管理信息，无功优化管理

信息、电能量计量关口表计采集信息、快速传输等功能，本次工程需要建设各变

电站到地区调度中心的调度专用数据网络。

本工程建成后，该网络将承载电量计费系统、电力市场支持系统、保护故障

信息管理系统、EMS系统、功角测量系统以及RTU上网等业务。使石家庄电力

调度数据更安全、可靠、实时地传送，以确保石家庄电网安全、可靠、稳定、经

济的运行。

石家庄电力调度四级网是专门为电力调度生产服务的，网络承载业务主要是

数据业务。调度数据网承载的业务对网络可靠性要求高，网络的可用率、实时业

务的传输时延（业务应有不同的优先级）、网络的收敛时间等关键性能必须予以

保证。同时，目前大多承载业务的传输频度为秒级，网络节点的业务量相对比较

恒定，网络的流量不大。

本网络中传输的业务将按安全等级通过MPLSVPN技术进行业务的逻辑隔

离，实现业务的有效隔离。

3.2本期工程的传输链路

根据石家庄电网提供的通信接入条件，本工程广域网系统的提供的WAN通信

接口为2*2Mbps/G.703接口，介质为75Q非平衡式同轴电缆。

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第四章网络方案设计

4.1设计原则

根据石家庄电力调度四级网的现状和工程需求，我们按以下原则设计网络方

案：

综合性：为多种业务应用提供统一的综合业务传送平台

高可靠性：整体网络的设计具有很高的容错能力，保证单点故障都不影响整

个网络的正常运作。

高性能：具有较高的传输带宽，并在高负荷情况下仍然具有较高的吞吐能力

和效率，延迟低。

安全性：选择了完备的安全防护方案和策略，保护对网络资源的合法应用和

访问。

标准化、开放性：本设计遵循国内和电力行业的标准，符合开放性的原则，

具有连好的扩展能力。此外在组网设计中也采用了骨干与接入的分离，业务网与

承载网分离的设计理念。

先进、实用性：本设计结合石家庄电力调度四级网的要求和实际需求，结合

网络技术的发展趋势，在网络平台、设备选择、组网技术、业务实现和网路管理

等方面具有良好一定的先进性，并选用了成熟可靠的组网方案，选择了性能价格

比高的设备配置，经济实用。

可管理：整个网络平台的设备、业务、性能、故障、都可以实现管理和控制，

整个网络可以进行远程控制。

4.2拓扑结构的设计

本次石家庄电力调度专用数据网

接入西郊、中山、联盟、时光、玉村、友谊、五七、滨河、获鹿、杜北、车

站、位同、北道岔、白伏、富强、方北、南郊、红光、平安、东郊、广安、纺织

站等22个110KV变电站。备用2套设备。

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110KV接入拓扑如下:

其他地调

其他地调

联盟站总计22个110KV变区站东郊站

155MCPOS

如上图所示，本次方案涉及西郊、中山、联盟、时光、玉村、友谊、五七、

滨河、获鹿、杜北、车站、位同、北道岔、白伏、富强、方北、南郊、红光、平

安、东郊、广安、纺织等22个110KV变电站，这22个变电站按照标书要求每个

变电站配置华为三康AR46-40接入由器一台，每台路由器配置4个E1,2个FE

电口；每个变电站配置华为三康以太网交换机S3928P-EI两台，每台交换机连接

接入路由器AR46-40以太网口。方案中涉及到2个地调中心一一石家庄市局和

民生站，每个地调中心各配置一台NE40路由器，每台地调中心路由器通过一个

155MCPOS端口和22个变电站的2*E1做对接。

4.3网络路由协议和路由策略

动态路由协议可以及时地动态获取网络拓扑信息，引导IP数据报文逐步转

发到达目的地，使IP网络具备了很好的灵活性和扩展性。例如使用动态路由协

议的IP网络能够在一条传输路径中断时，自动选择其它的路径继续执行数据转

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发；同样，在网络中增加了新的传输路径时，IP网络也可在很短时间内获得并

传播拓扑变化信息，对网络资源实现灵敏和合理的应用。不同的路由协议有各自

的特点，分别适用于不同的条件之下。

选择适当的路由协议需要考虑以下因素：

1）网络的拓扑结构

2）网络节点数量

3）与其它网络的互连要求

4）管理和安全上的要求

H3C系列路由器等提供了丰富的路由协议支持，以适应不同的网络环境。

4.3.1区域内路由协议

（1）RIP

RIP（Routeinformationprotocol,即路由信息协议）是基于D-V算法（距

离向量算法）的内部动态路由协议。

RIP协议的标准主要有RFC1058（版本1）和RFC1723（版本2）。

H3c产品不仅实现了这两个版本的RIP协议，还支持MD5验证，还可以在

必要时提供更安全的快速收敛的RIP服务。

（2）OSPF

OSPF（OpenShortestPathFirst,即最短路径优先协议）是一种基于链路

状态的内部动态路由协议。

目前OSPF的主要标准是RFC2328（版本2）。

H3C等产品实现了完整的OSPF功能和一些扩展特性。包括支持广播、

NBMA、点到多点、点到点四种接口类型，以及MD5验证、区域划分、区域间

路由聚合、虚连接、STUB区域等丰富的特性。

（3）IS-IS

IS-IS（IntermediateSystem-IntermediateSystem,中间系统到中间系统

协议）是由国际标准化组织（ISO）制订的路由协议，属于开放系统互联协议簇。

IS-IS对应的标准是ISO10589和RFC"95。H3CSR、NE、AR4600等

能实现IP网络上的IS-IS协议完整功能。

在IGP路由协议的选择上，尽量不要采用扩展性差的（RIP）和厂家的私有

路由协议（IGRP和EIGRP）,尽量采用OSPF或IS-IS。

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对于OSPF和IS-IS的选择依据为：

基本原理相同（基于链路状态算法），OSPF用于IP,IS-IS用于ISO的

CLNP,也支持IPC集成IS-IS"）；

IS-IS结构严谨，OSPF更加灵活，OSPF协议是基于接口的，而IS-IS路由

器只能属于一个Area,并且不支持NBMA网络；

IS-IS占用网络资源相对较少，支持网络规模大于OSPF,在网络相当庞大

时能体现出优势；一个IGP域运行的三层交换机及路由器的数量一般不会超过

200台，因此从实际情况来看，运行OSPF和IS-IS对IP调度网/承载网的建设

不会有差异；对于网络的稳定性、可扩充性，两种协议都能很好地支持；在大型

ISP上，IS-IS与OSPF二者均获得普遍应用；

从MPLS草案及现实运行来看，如果要运行MPLS网络的话，OSPF经常

被选用做内部IGP,当然IS-IS也有，但是MPLS草案中认为在MPLS环境中

运行OSPF更合适；使用MPLSTE的时候，采用IS-IS扩展的较多；

从目前很多厂商的设备来看，存在这样一个问题，不少厂商的中低端路由器

及三层交换机不支持IS-IS,从这个角度讲OSPF比IS-IS有优势，所有的主流

路由器及三层交换机都支持OSPF。

综合以上因素，建议石家庄电力调度四级网工程的IGP协议继续使用OSPF。

4.4组播方案设计

4.4.1组播路由协议

（1）IGMP

IGMP（IneternetGroupManagementProtocol,即互连网组管理协议）实

际上不是一种路由协议，但它与组播路由计算密切相关。它用于在涉及组播通讯

的每个网段上实现组成员（主机）的维护。组播转发路由器必须了解每个接口连

接的网段上是否存在某个组播组的接收者，也就是组成员。如果出现成员，组播

路由器应将组播数据包转发到这个网段；如果没有成员则应停止转发，以免无谓

地浪费带宽。

无论组播网络中使用哪一种组播路由协议，每个终端网段局部使用的IGMP

都不可缺少。

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IGMP协议的特点是：

・作为物理网段上的组播组成员维护协议，在成员主机与组播路由器之间

使用。使路由器掌握每个接口上每个组是否有成员；

・组播成员可动态加入或退出；

・组播路由器不关心LAN上的成员主机清单，只要存在成员则向网段转发。

IGMP不维护组播地址与主机IP地址的映像表。

目前IGMP有两个版本，RFC1112（第一版）和RFC2236（第二版）。

（2）DVMRP

DVMRP（DistanceVectorMulticastRouteProtocol,即距离向量组播路由

协议）属于密集模式类型（DM类）。它是一种出现最早，在UNIX环境中最常

见的组播路由协议。DVMRP适合在成员密度较高的中小型网络中使用，其第三

版本与PIM-DM相似。

在DVMRP协议中，每个组播源的路由结构为一棵最小生成树，以源网段为

根，组播路由器为中间节点，成员所在网段为叶。DVMRP的主要工作就是为

每个组建立并维护组播转发最小生成树。

DVMRP协议的一个重要特点是其中包含了一个非常类似于RIP2的距离向

量类型的单播路由协议，为组播路由的确定提供网络拓扑信息。从而使它不依赖

于任何单播路由协议。

DVMRP的技术特点是：

・使用距离-向量路由。自带类似于RIP的单播路由协议功能，建立路由表

用作组播源的逆向路由表。路由和组地址带掩码，可指示网络路由或主

机路由，可用聚合的网络路由压缩路由表；

・每个组播源都构造一个最小生成树作为路由树。树信息分布在相关节点，

不存在一个掌握完整树信息的节点；

・路由交换包含毒性逆转功能，使上游路由器获知哪些路由器在下游，从

而在实施RPF时可实现优化转发，有别于PIM-DM盲目转发给所有非源

接口；

・使用虚接口概念，除了普通的物理接口外，还支持组播IP隧道；

与PIM-DM区别是，DVMRP用自身路由信息构建最小树，并且用自己的组

播路由表作RPF检查，而PIM-DM直接用单播路由表做检查。

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DVMRP协议目前的标准是RFC2326（第二版）。

（3）PIM

PIM（ProtocolIndependentMode,即协议无关组播路由协议）不包含自己

的路由交换功能，而是直接利用单播路由表。PIM分为DM（密集模式）和SM

（稀疏模式），分别适用于在网络内接收成员密集分布（大量网段都包含需要接

收组播的主机）和稀疏分布的情况。

PIM-DM类似DVMRP,适用于带宽比较充裕的中小型网络，如校园网。它

也使用RPF方法建立源生成树。缺省组播路由为每个非源路径的相邻路由器，

组播转发的树形路径结构完全依赖错误转发引起的剪裁逐步形成。这样的转发路

由没有优化，转发初期会有很多数据包发送到重复的分支。

PIM-DM的特点是：

・无路由交换和发现功能，使用单播路由表；

・转发路由初始无优化，逐步剪裁形成树型转发路径，即采用Flooding&

Prune机制;

・简单，独立，易于使用和管理；

PIM-SM适合成员稀疏分布的大型网络，如经过Internet的组播通讯。在

PIM-SM网络中，存在多个核心路由器-集合点RPo它接收发送者和接收者的

加入请求，形成RP为根的共享路由树。多个RP则形成多个路由树，但一个组

只能有一个RP。RP可以静态配置，也可通过竞争动态确定。

组播数据的发送者所在网段（源网络）的PIM路由器将数据包包装后发往

RP,再从RP沿共享路由树转发到每个接收者。

网络中的其它路由器在需要接收组播包时要向RP发送加入/剪裁请求，由下

至上逐步传递到RP,同时沿途的路由器也按反方向建立转发项。这样当RP将

数据包下发时，中间的路由器就可按此路径转发到请求接收的叶子路由器。

PIM-SM实行按需转发，可保证数据包只传输到真正需要它的网段，所以适合在

接收者稀疏分布的大型网络上使用。

PIM-SM的一大特点是也允许使用以源为根的路由树，包转发可不经过RPo

目的是在必要时优化传输路径，不必绕道RP增加网络负担和RP瓶颈。两种方

式可以动态切换。

在共享树方式下收到组播包时，执行RPF检查的方法是检查接收接口是否

是路由表中的RP方向接口。不是则抛弃此包。而在源路由树方式下，则检查是

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，做石家庄电力调度网技术方案

否来自源方向。

PIM-SM的特点是：

•集合点RP作为核心路由器，接收发送者和接收者的加入请求，由下至上

建立以RP为根的共享路由树。

・对于多个组内的每个源只有一棵共享的路由树飞（网络内可有多个RP,

适当分担负载）

・共享树容易构建、节省路由表。但可能在集合点形成瓶颈、数据路径非

最短。

・DR定时向RP发送加入/剪裁请求，超时失效，反复发送；路由器只转发

给发送了加入请求的接口；

・成员可在共享树构建完成后，改为针对某个发送者的独立的最小生成树;

PIM-DM的标准是draft-ietf-pim-v2-dm-01,

PIM-SM的标准是RFC2362。

4.4.2组播路由实施方案

作为组播成员信息维护协议，IGMP是组播终端网络上的必备协议。在几种

组播路由协议中，考虑到石家庄电力网络是大型网络，同时对通信的安全保密性

要求很高，不适合采用密集模式的组播协议，以免组播报文在整个网络上泛滥传

输。

推荐在石家庄电力调度四级网络中使用IGMP组播成员协议和PIM-SM组播

路由协议。使用PIM-SM协议进行组播通讯时，应适当选取集合点，避免负载过

于集中。并且集合点应尽量选择刚好覆盖所有成员的网络节点，避免无谓地占用

无关网段上的带宽。在边缘的小型子网内部，可以局部使用PIM-DM协议，但

需要严格的边界控制。建议选取石家庄电力调度四级网络骨干层的其中两台路由

器作为PIM-SM协议的RP,负责整个网络内部组播源的注册服务。

总之，H3C路由器通过提供大容量、高性能的组播业务，同时与VPN和QoS

等技术完美地结合在一起，实现高品质组播业务开展。

4.5IP地址分配建议

IP地址的合理规划是网络设计中的重要一环，大型网络必须对IP地址进行

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一魏鹏--------------------------石家庄电力调度网技术方案

统一规划并得到实施。IP地址规划的好坏，影响到网络路由协议算法的效率，

影响到网络的性能，影响到网络的扩展，影响到网络的管理，也必将直接影响到

网络应用的进一步发展。

网络地址的规划一般要遵循的规则：唯一性、连续性、可扩充性、灵活性、

可管理性、安全性，这也是骨干网络重点要考虑的问题。本次IP网络扩容的地

址规划基于以下一些原则：

IP地址分配总体原则

充分高效利用有限的IP地址资源。IP地址使用特点是子网划分越多，地址

越零碎，IP地址利用率越低。因此，尽量采用连续的IP地址段，即IP地址尽

可能归整。

IP地址分配要考虑减少路由表长度，便于路由聚合。这样可以提高网络设备

的性能和管理维护的效率。

IP地址分配要考虑管理维护的方便性，将IP地址按照用途分类，分别采用

不同的分配方式。对于管理地址，要优先考虑管理方便性。

IP地址分配还要考虑网络扩展，留有余地。

总之，IP地址分配要基于高效节约、连续归整、方便管理、利于扩展的原则

来开展。

4.6VPN实现方式

4.6.1VPN方式选择

在石家庄电力调度四级网中，有多种业务及应用，为使这些业务进行隔离保

障安全，建议使用VPN技术。VPN技术包括普通的L2TP、GRE、IPSec,以及

MPLSVPN等，从VPN技术的发展、VPN性能的支持、QOS能力等方面考虑，

建议在石家庄电力调度四级网中采用MPLSVPN,因为近年来MPLSVPN已经

成为运营级VPN的通用标准，采用MPLSVPN来实现不同部门、地域、不同业

务的VPN隔离，不仅能为当前的服务提供很好的安全隔离和QOS保障，而且从

网络运行的角度，也可为将来作为运营提供技术基础和运营经验。

MPLS的一个重要应用是VPN。采用MPLSVPN技术可以把现有的IP网络分解

成逻辑上隔离的网络，这种逻辑上隔离的网络的应用可以是千变万化的：可以是

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石家庄电力调度网技术方案

用在解决同一张网上企业互连、政府相同/不同办事部门的互连、也可以时用来

提供新的业务一如为IP电话业务专门开辟一个VPN、以此解决IP网络地址不足

和QoS的问题。

根据扩展方式的不同MPLSVPN可以分为BGP扩展实现的MPLSVPN,和

LDP扩展实现的VPN。根据PE设备是否参与VPN路由又细分为二层VPN和三

层VPN。三层MPLSBGPVPN相对来说比较成熟，已经形成了国标，但是整体

来说MPLSVPN尤其是二层MPLSVPN还是在发展和成型阶段。

4.6.2分层PE介绍

在本次工程建议在MPLS/VPN实施中使用H3C的分层PE技术，下面对分

层PE进行简单介绍。

目前的MPLSVPN模型是一种平面式模型，PE设备无论处于网络的哪个层

次，对其性能要求是相同的，由于路由逐层聚合，甚至在PE向边缘方向扩展时，

要维护更多的路由。而典型网络是核心、汇聚、接入三层模型，设备性能依次下

降，网络规模依次扩大。这就为PE设备向网络边缘的扩展带来了困难。

另外，当VPN用户距离PE很远的时候，需要通过WAN链路来连结，其数

目至少同VPN用户的数目相同。如果采用路由器就近接入用户，汇聚后通过一

个WAN链路连结到PE,则可以节省费用，提高带宽利用率。但在这个WAN链

路上需要区分不同的VPN用户。

分层式PE是将PE的功能分布到多个设备上，它们承担不同的角色，并形成层

次结构，共同完成一个集中式PE的功能。对处于较高层次的设备的路由和转发

性能要求高，而对处于较低层次的设备的路由和转发性能要求低，同典型的网络

模型相吻合，在分层部署BGP/MPLSVPN时，解决了可扩展性问题。

2002年10月，H3C已经向IETF提交了《HierarchyofProviderEdgeDevicein

BGP/MPLSVPN》草案。

分层PE的结构如下图所示,直接连结用户的设备称为下层PE（UnderlayerPE

或User-endPE,用户侧PE）,简写为UPE,连结UPE并位于网络内部的设备称

为上层PE（SuperstratumPE或SeviceProvider-endPE,服务运营商侧PE）,简写

为SPE。这种框架结构称为PE的分层结构（HiberarchyofPE）,简写为HoPE。

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石家庄电力调度网技术方案

分层式PE

分层PE框架

多个UPE同SPE构成分层式PE,它们之间的分工是：

UPE维护其直接连接的VPNSite的路由，但不维护VPN中其它远程Site的

路由或仅维护它们的聚合路由；SPE维护其通过UPE所连接的Site所在的VPN

中的所有路由，包括本地和远程Site中的路由。

UPE为其直接连接的Site的路由分配内层标签，并通过MP-BGP随VPN路

由发布这个标签给SPE；SPE不发布远程Site中的路由给UPE,而是只发布VRF

默认路由或聚合路由给UPE,并携带标签。

UPE和SPE之间可以采用MP-IBGP,也可以采用MP-EBGPO在采用MP-IBGP

时，SPE作为各个UPE的路由反射器(RR),UPE作为路由反射器的客户端(RR

Client),但SPE不作为其它PE的路由反射器。在采用MP-EBGP时，UPE一般

使用私有自治系统号。

为了拒绝从其它PE发布过来的不属于本分层式PE所连接的Site的VPN中

的路由，SPE上要根据各个UPE的所有VRF的importroute-targetlist的合集生

成一个全局importroute-targetlist,用于过滤从其它PE发布过来的路由。这个全

局列表可以根据SPE和UPE之间交换的信息动态生成，也可以静态的加以配置。

动态机制是这样的，UPE通过BGP的RouteRefresh消息发布一个

ORF(Ou由oundRouteFilter)给SPE,这个ORF中包含了一个扩展团体列表，其内

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容是UPE上所有VRF的importroute-targetlist的合集。SPE将所有UPE的扩展

团体列表合并起来，形成全局列表。静态列表与动态列表的的生成规则是一样的

UPE和SPE之间采用标签转发，因而只需要一个（子）接口相互连接。这个接

口可以是物理接口，子接口（如VLAN,PVC）或者隧道接口（如GRE、LSP）。在

采用隧道接口的时候，SPE和UPE之间可以相隔一个IP网络或是MPLS网络。

分层式PE从外部来看同传统上的PE没有任何区别，因此它可以同其它PE

在一个MPLS网络中共存。

一个分层式PE还可以作为一个UPE,同一个SPE组成新的分层式PE,同

样一个分层式PE可以作为一个SPE,同多个UPE组成新的分层式PE。这种嵌

套可以是无穷的。

4.7网络服务质量（QOS）建议

石家庄电力调度四级网将面向各类生产业务，他们对于网络的服务质量有不

同的要求，这些业务对网络的服务质量有不同的要求。为体现差异性服务，更好

的满足客户需求，在提供充足带宽的前提下，还需要实施端到端的QoS机制。

4.7.1设计原则

石家庄电力调度四级网的QoS设计符合下面的原则：

端到端的解决方案：包括接入层、汇聚层和骨干层而且相互衔接；

差异性：为不同用户，不同业务提供不同的QoS保证；

可管理：灵活的带宽控制，体现QoS的计费策略；

经济性：有效利用网络资源，包括带宽、端口等；

高可用性：设计备份路径，采用具备热备份、热插拔能力的设备，并对关键的网

络节点进行冗余备份；

可扩展性：采用能够在带宽、业务种类增加时平滑扩容、升级的设备。

4.7.2QOS的部署建议

IPQoS有两种主要的体系结构，IntServ模式和DiffServ模式，其中IntServ

对网络设备包括终端要求高，路由器难以维护大量的软状态和控制流，可扩展性

差，仅适合在小规模网络中使用，不适于在石家庄电力调度四级网这种网上部署。

DiffServ对聚合的业务类提供QoS保证，可扩展性好，便于在大规模网络中使用，

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，做石家庄电力调度网技术方案

也是目前应用最广泛的QOS技术。

在本次工程中，推荐石家庄电力调度四级网上部署DiffServ模式的QoS技

术。

4.8网络的自愈与恢复

网络的自愈时间是衡量网络的一个重要指标。一般网络的自愈可以从三方

面说：

一、物理链路层，即网络物理链路层能提供故障保护功能，诸如DWDM、

FDDI环，还有现在比较热门的技术RPR环网技术，另外，还有一些对于网络

重要节点备份保护措施的技术，诸如APDP、VRRP等技术；

二、网络协议，对于网络，可以规划多条到某目的地址的路由，如果某条链

路出现故障，动态路由协议（诸如OSPF路由协议）自动发现另外一条路径；

还有MPLSTE的快速重路由技术等。

华为三康技术有限公司的IP快速重路由专利技术可以有效的保证网络的业

务，不会因为路由重新计算（收敛）导致转发业务暂时中断。对于石家庄电力调

度四级网，通过设置Hello时间，甚至可以使OSPF路由收敛时间在4-5秒之内。

石家庄电力调度四级网络目标是建设一个安全、快速收敛的网络。H3c路由

器在网络发生故障的情况下可以有己下几种方式自动重选路由、恢复通信：

1）为了实现网络稳定、可靠，重点要关注以下几点：运用动态路由协议、

合理划分区域、合理规划IP地址、聚合路由、建设冗余网络等，可以在网络故

障的时自愈，减低网络收敛时间，到达网络快速自愈地目的。但是在实际运行过

程中，路由收敛的速度依赖于很多方面（路由器地性能、网络拓扑结构、网络规

模），这种方式网络自愈时间也会持续至少几秒。这是一般路由器都支持地基本

方式。

2）H3c系列路由器支持IP域的快速重路由，这是华为三康的自主技术，

它是将一般的路由负荷分担进行扩展后实现的功能。这种扩展方式与一般的路由

分担方式相比，具有更加快速的网络收敛能力，大大减少了因为链路故障而导致

的丢包率很大的问题。根据广州邮科院的测试结果表明，IP快速重路由可以将

路由中断控制在几ms内，极大地降低了网络收敛时间。这种技术区别于MPLS

快速重路由，一般在IP区域使用。

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另外，设备级的可靠性、链路层的可靠性也是影响网络可靠性的重要因素。

H3c系列路由器具有良好的设备级可靠性，支持关键部件冗余热备份、热拔

插，实现真正的热备份功能，比如路由器在主用主控板拔出，备用主控板立即升

为主用，这一过程不影响转发业务，大大降低了网络故障维护方面的损失

网络自愈中OSPF收敛时间计算

OSPF收敛时间是由四方面的因素决定的：

1、邻居DOWN时的察觉时间：可以通过设置hello-interval来调整，设成5

秒，甚至1秒都是可以的，但设置得太小容易造成邻居状态的不稳定和hello

报文占用较多的网络带宽；

另外很多接口链路层和物理层会察觉对端DOWN,这种情况hello-interval设

成多少关系就不大了。

缺省配置下：广播和ptp网络最坏情况下40秒检测出邻居DOWN

NBMA2分钟检测出邻居DOWN

2、LSA更新时间：一般设计实现基本上是实时更新；

3、OSPFSPF算法时间间隔：缺省是5秒，也可以最短设置成1秒。如果要

求系统在40s内收敛，这一参数应该一般不会有什么影响。

4、网络规模和链路情况：如果LSA更新的传递时间过长，或者链路不够稳定

需要重传（重传周期一般为5秒，可以设置调整）。

5、可以设置的时间参数：

spf-schedule-interval：计算路由时的间隔时间，可设置为（1〜10秒）;

hello-interval：hello报文的传输间隔时间，可设置为（1〜255秒）；

dead-interval：宣告邻居down的间隔时间，可设置为（1〜65535秒）；

poll-interval：NBMA网络查询down掉的邻居的时间间隔，可设置为（1〜65535

秒）；

retransmit-interval：报文重传时间间隔,可设置为（1〜65535秒）；

transmint-delay：报文传输时延，可设置为（1〜65535秒）。

在具体使用中，与网络相关，方案不同，则收敛时间不同。单独说收敛时

间是没有意义的，应该根据网络的拓扑情况来确定，规模大收敛时间就长些，

路由条数多收敛时间也也相应长一些。

在一些单机测试中，2000条路由收敛时间3S,（定时器间隔设为1S）；

而组网测试则在6台设备的组网下，收敛时间4S。

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OSPF的路由计算过程：

OSPF是一类InteriorGatewayProtocol内部网关协议IGP),它处理在一个

自治系统中，路由器的网络的路由表信息。

OSPF把整个网络(Intert上的子网或其它类型的网)看成一个自治系统

(AS),每一个AS内若干个路由器(Router),网络(two*)组成Area,这些Area

一般是不相交的，它们划分了整个Area。

Area内部的信息可以逐步达到同步。通过向接口发送Hell。包，可以确定

邻节点(ighbornode)的存在，通过邻节点的交换信息，每个节点的连接状

态数据库(LSDB)包含了整个区域的信息，而且这些LSDB包含的信息是描述相

同的网络拓扑结构的。Hello包和信息包的定期传送，确保了整个网络结构是动

态同步的.所以OSPF协议是可以处理动态路由变化的.

LSDB由LSA(连接状态传送)得到，由于LSA的种类不同，可以把LSDB

分成五类：

・由区域内路由传送来的LSA.

・由区域内子网络传送的LSA.

・区域间传送描述网络的LSA.

・区域间传送描述AS边节点的LSA.

・AS夕卜部的LSA

LSA所描述的信息一般包括：接口信息、网络节点信息、路由信息(下一

跳、权、类型等)、其它信息(时控等)。

Area的边节点(abr)把本area的信息组合成summary_LSA(连接信息摘要

传送)。把它传送(flood)到AS内其它area的边节点，这些收到summary_LSA

的区域边节点把它收到的summary_LSA传送到本区域内除stubt的所有节

点。而所有的Area的边节点及它们间的链路组成所谓的骨干(backb。)区域，

它是一种特殊的Area,在骨干区域上人为定义虚连接为非骨干区域area的两

个边节点的一条链路，它经过非骨干区域area内部，这样的非骨干区域区域我

们称之为转换区域。

summary_LSA分两种,TSUM及ASBRSUM,TSUM描述的是作为一个整

体的子网络的摘要信息,ASBRSUM描述的是有关AS边界的节点的一些有关

信息，是为了计算ASE用的.

AS边节点(asbr)发送(flood)自己接收到的其它AS传送来的

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