XX省电力公司公用信息网建设项目

　　一、网络建设背景

　　跨入新世纪，电力行业迎来了市场竞争的挑战，“电老大”的概念一去不复返了。“电子大营销”的理念逐渐浮出水面，如何来提高电力行业服务质量，为老百姓提供贴合实际的服务，成为了让电力行业有关部门苦苦思索的问题。“电子大营销”要求将电力部门所有资源整合到一个统一的大平台之上，在此平台上了解各个节点的运营情况，并在此基础上作为正确的宏观调度和调控。另外，电力市场的出现以及电网建设的进一步发展，需要新一代的电力网络来承载未来。一个综合、经济、可靠、有效的通信网络，既能满足现在电力系统营销数据、语音、图像、存储等各种业务的需求，又能面向未来，支持不断增多的用户、更大的带宽以及新业务的广域数据网是关键所在。

　　为满足新一代电力网络建设的需要，XX省电力公司采用H3C数据通信设备建设一张覆盖省公司和全省各地区供电公司及省属直调厂站的数据网络，实现全省电力系统生产管理信息资源的共享。

　　二、网络建设技术方案

　　XX省电力公用信息数据网络拓扑结构分为3层，即核心层、骨干层、接入层。

　　核心层节点：XX省电力公司、XX供电公司、XX供电公司、XX供电公司。在四个核心节点各部署两台核心路由器H3C NE80E，四个节点的两台核心路由器在本地通过Eth-Trunk接口背靠背连接，核心路由器之间在广域网上采用622M　POS链路连接构成双平面，利用双平面的特点可以做到对称的业务组织模式即两个平面同时承载相同业务，做到业务负荷分担模式，也可以采用非对称的业务组织模式，不同业务由不同平面进行承载，同时两个平面之间具备为另一个平面进行备份的容量和能力。

　　骨干层节点：除核心节点外其它15个节点。其中除个别局点通过裸光纤GE接入省电力公司核心路由器外，骨干路由器均通过622M SDH通道接入就近的核心路由器。

　　接入层节点：下辖电厂通过155M通道接入就近的骨干路由器。

　　全网应用BGP MPLS VPN技术，可保证不同业务之间的有效隔离，网络中所有路由设备(包括接入路由器)均配置为MPLS PE。

　　具体拓扑见下图：

　　三、解决方案特点

　　3.1网络高速可靠

　　核心层节点之间以及核心层节点与骨干层节点之间采用622M　POS高速链路，接入层节点到骨干层节点之间采用155M　POS高速链路，充分满足大容量数据实时传输的需要。

　　在核心节点设备均采用稳定可靠的NE80E产品，配备冗余电源。在配置板卡时充分考虑端口备份的需要，保证当任一端口或任一板卡故障，均能手工切换到备用端口或板卡。

　　核心节点间采用双平面设计，任一核心节点到达其它节点均有6条路径可达，任意5条线路故障仍能保障网络正常运行。

　　3.2流量负载分担

　　本项目的公网拓扑结构为平面结构，具备强大的冗余功能。在公网上通过合理分配各核心节点接入骨干节点的个数，实现公网流量的负载分担和冗余备份。为引导私网流量的负载分担，可通过在公网PE上引入私网VPN时设置不同的COST值来实现。

　　目前网络中存在VPN-MIS业务和VPN-KMIS业务，为保证私网流量的负载分担，根据实际情况，通过在省公司PE设备上在私网路由导入到公网时和通过公网学习到的路由导入到私网时对不同的VPN设置不同的COST值，让地市公司访问省公司的VPN-MIS业务通过B平面的出口，而让地市公司访问省公司的VPN-KMIS业务通过A平面的出口，从而保证不同的业务分布在不同的链路上，实现流量负载分担。

　　3.3 IGP快速收敛

　　本项目的IGP协议采用ISIS，支持ISIS　FRR，配合BFD　Session，可实现IGP的快速收敛。

　　主流IGP协议(ISIS、OSPF)使用经典的SPF算法计算网络拓扑信息以及路由信息。通常，链路状态信息(对应于ISIS协议中的LSP、OSPF协议中的LSA)发生变化时，整个网络拓扑以及路由需要全部重新计算。

　　由于骨干网络，通常网络拓扑都比较复杂，路由量非常巨大，同时路由收敛性能要求也比较高，全网络信息重新计算不仅消耗的时间长、收敛慢，而且会耗费大量的CPU资源，对网络设备以及软件系统都造成了一定的冲击，如果因为很小的网络信息变化而导致的全部重新计算，带来的消耗显然是不必要的。因此出现了IGP协议的快速收敛。

　　快速收敛是由以下三方面技术组合而成：

　　在路由计算方面，主要的思想就是“增量计算”(即，只计算变化的部分，而不是全部计算)。针对网络拓扑中的最短路径树的增量计算称为ISPF(Incremental SPF);而针对叶子(路由)的增量计算则称为PRC (Partial Route Calculate)。“增量计算”能够极大地提高单路由器的计算性能，降低CPU负荷。

　　另一方面，普通的路由计算定时器一般在10秒时间间隔，也阻碍了路由计算的快速进行，因此定时器的优化也成为要点。采用指数退避的形式来控制定时器的超时时间间隔从短间隔逐步增加到长间隔，可以有效的加快路由的计算速度，同时避免了短时间内进行多次的路由计算。本文以下将这种定时器称为“智能定时器”。

　　第三方面，在链路信息通告方面，在只有少量信息变化的情况下，如果要求整个网络的快速收敛，不仅要求单路由器的快速计算，同时还需要变化的路由信息能够快速的传播到整个网络中，采用“链路状态信息快速通告”的技术可以实现这一需求。链路状态信息快速通告技术只针对ISIS协议而言。根据ISIS协议，当收到一条新的LSP时，只会在这条LSP上标记SRM标志，之后通过定时器定时发送带有SRM标志的LSP。这种设置就延缓了网络变化的传递，降低了全网收敛速度。为了避免这种情况，ISIS快速收敛允许在每次进行路由计算之前，将一定数量(可以配置)的LSP泛洪出去，在很大程度上提高了网络的收敛速度。

　　为了确保PE之间任何设备或链路出现故障后，ISIS能够快速感知到，并立即进行路由的更新和收敛，在本网所有PE上启用ISIS FRR功能，并把BFD和ISIS结合起来使用。在所有PE两两之间根据连接地址建立BFD Session，然后在所有的有启用ISIS路由协议的接口上启用ISIS快速收敛，从而实现核心节点间任一公网链路故障，可在1秒钟内收敛。

　　3.4 VPN　FRR技术

　　VPN FRR(FastReRoute,快速重路由)利用基于VPN的私网路由快速切换技术，通过预先在远端PE中设置指向主用PE和备用PE的主备用转发项，并结合PE故障快速探测，旨在解决CE双归PE的MPLS VPN网络中，PE节点故障导致的端到端业务收敛时间长的问题，同时解决PE节点故障恢复时间与其承载的私网路由的数量相关的问题，在PE节点故障情况下，端到端业务收敛时间小于1s。

　　在本项目中，在具有2条链路与核心层相连的骨干层节点布置VPN FRR技术，当省公司1台PE设备突然故障时，可实现端到端业务收敛时间小于1s，保障数据的顺利传输。

2016年01月