3G無線VPDN網(wǎng)絡(luò)如何實(shí)現(xiàn)備份通信線路

摘要：針對氣象觀測資料時效性、真實(shí)性和準(zhǔn)確性的特殊需求，為了保證省內(nèi)氣象地面通信傳輸通道時刻暢通和氣象業(yè)務(wù)高效穩(wěn)定運(yùn)行，結(jié)合河北省氣象地面通信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀，提出了利用3G網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)省內(nèi)地面通信備份線路的方案，并詳細(xì)做了BFD方案、3G路由器并網(wǎng)接入及省中心接入交換機(jī)訪問控制的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)，得到基于3G無線VPDN網(wǎng)絡(luò)完全可以實(shí)現(xiàn)省內(nèi)地面通信傳輸通道的結(jié)論，為氣象業(yè)務(wù)高效穩(wěn)定的運(yùn)行提供了保障。

0 引言

隨著氣象事業(yè)的快速發(fā)展，氣象部門業(yè)務(wù)觀測資料越來越多，且都具有極強(qiáng)的時效性、真實(shí)性和準(zhǔn)確性。

為保障氣象預(yù)報的準(zhǔn)確度，業(yè)務(wù)傳輸質(zhì)量時效要求極高。再加上河北省氣象臺站眾多，還有大量無人值守的自動站，對各種探測資料的穩(wěn)定傳輸也提出了更高的要求。目前的省內(nèi)氣象網(wǎng)絡(luò)備份通信系統(tǒng)存在可靠性低、靈活性差、設(shè)備老化等方面的問題，已經(jīng)不能滿足氣象資料傳輸?shù)男枰０殡S著國內(nèi)3大電信運(yùn)營商3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的持續(xù)推進(jìn)，采用3G 網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)省內(nèi)備份通信線路成了可能，這為氣象業(yè)務(wù)高效穩(wěn)定的運(yùn)行提供了保障。

1 氣象通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

河北省氣象網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)包括市局、縣局和雷達(dá)站廣域網(wǎng)系統(tǒng)，分別是省到市是8M的MPLS VPN,市到縣是2M 的SDH,各雷達(dá)站到市局是2M 的SDH 數(shù)字專線。另外，省局有50M 的互聯(lián)網(wǎng)專線，各縣站在主線路故障時可以用固定電話撥號通過互聯(lián)網(wǎng)通道把觀測數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞【帧?/span>

自互聯(lián)網(wǎng)備份通道建立以來，備份通道在業(yè)務(wù)運(yùn)行中發(fā)揮著重要作用。平均每天都有2個以上的站通過備份通道傳輸數(shù)據(jù)。但是近幾年由于道路施工、建筑施工等原因，通信光纜經(jīng)常被挖斷，而且一般情況下，電話線也同時被挖斷，并且隨著通信技術(shù)的發(fā)展，有些地區(qū)的撥號業(yè)務(wù)已經(jīng)取消，影響了業(yè)務(wù)的運(yùn)行。

建設(shè)一套穩(wěn)定的基于3G無線數(shù)傳的備份通信傳輸通道，替代現(xiàn)有的固話Internet撥號備份通道。當(dāng)主通道線路故障時，數(shù)據(jù)會自動、快速的切換到3G無線備份線路上來，從而確保臺站氣象資料的正常高效傳輸。

2 VPDN 和3G 通信技術(shù)簡介

VPDN（Viaual Private Dial-up Network），又稱虛擬專用（或私有）撥號網(wǎng)，是虛擬專用網(wǎng)（VPN）業(yè)務(wù)的一種，是以撥號接入方式上網(wǎng)，在其之上傳輸數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行封包和加密的一種網(wǎng)絡(luò)。它是利用IP網(wǎng)絡(luò)的承載功能結(jié)合相應(yīng)的認(rèn)證和授權(quán)機(jī)制建立起來的安全的VPN,是近年來隨著Internet的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一種技術(shù)。VPDN 可以實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)流量強(qiáng)制到特定的目的地，并提供必要數(shù)據(jù)安全支持。

3G（the 3rd Generation）技術(shù)，指第三代移動通信技術(shù)，是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通信技術(shù)。3G技術(shù)能夠同時傳送聲音（通話）及數(shù)據(jù)信息（電子郵件、即時通信等），其特點(diǎn)是提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。該系統(tǒng)采用的是中國聯(lián)通公司推出的W-CDMA 3G 移動通信業(yè)務(wù)，其理論帶寬可達(dá)7.2 Mb/s,完全可以滿足實(shí)際業(yè)務(wù)需要。

3 氣象通信系統(tǒng)備份線路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)的基本組成

每個基層臺站配備一臺邁普RM1800-20W路由器，并購買聯(lián)通3G 服務(wù)，用于接入3G 無線網(wǎng)絡(luò)，并限制公網(wǎng)和語音功能，3G路由器根據(jù)設(shè)定的APN 建立撥號連接；省中心機(jī)房與省聯(lián)通GPRS 網(wǎng)關(guān)之間開通一條4MMSTP 數(shù)據(jù)專線，建立靜態(tài)路由；省中心機(jī)房部署一臺BFD服務(wù)器，用來檢測主通道線路狀態(tài)。

3G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

河北省氣象業(yè)務(wù)內(nèi)網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

3.2 BFD方案

雙向轉(zhuǎn)發(fā)檢測（BFD）協(xié)議，是一種高速的獨(dú)立HELLO協(xié)議，是與鏈路、接口、隧道、路由或其他網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)部件建立聯(lián)系的中間系統(tǒng)到中間系統(tǒng)協(xié)議。從基礎(chǔ)傳輸技術(shù)中經(jīng)過逐步發(fā)展而來的，它可以檢測網(wǎng)絡(luò)各層的故障，提高故障檢測與恢復(fù)速度。BFD提供了一種檢測鏈路或系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)傳輸流能力的簡單方法。

在省局設(shè)立供BFD 會話測試的服務(wù)器，縣局交換機(jī)上啟動與省局的BFD 會話，添加BFD 監(jiān)控的靜態(tài)路由，該路由根據(jù)BFD狀態(tài)而決定是否生效，從而可實(shí)現(xiàn)路由的自動切換。

3.3 交換機(jī)設(shè)置

在市縣局核心交換機(jī)原來基礎(chǔ)上增加一個以太口連接RM1800-20W,以華為交換機(jī)為例，增加配置如下：

建立的BFD 會話名稱為qwer,10.48.36.18 是省局供BFD 會話測試的服務(wù)器，xx.xx.xx.xx 是臺站的業(yè)務(wù)網(wǎng)VLAN的地址，yy.yy.yy.yy為臺站主通道路由地址，zz.zz.zz.zz為臺站3G路由器地址。

兩條路由中，track bfd-session qwer 就是用BFD 會話監(jiān)控主通道路由，會話狀態(tài)決定主路由是否可用；preference 100是保證3G 路由在主通道能用時，優(yōu)先級低于主通道。

3.4 RM1800-20W配置

3.4.1 LAN口配置

把LAN口與市縣交換機(jī)相連，并配置IP地址：10.x.x.1/255.255.255.0,IP 地址與交換機(jī)端口的地址在同一網(wǎng)段。

3.4.2 撥號接口設(shè)置

在撥號接口的基本設(shè)置中修改接入點(diǎn)為sjzqxj.hb-jc.heapn;在高級設(shè)置中去掉勾選項(xiàng)“識別無效DNS”,其他設(shè)置默認(rèn)。

3.4.3 路由設(shè)置

在靜態(tài)路由設(shè)置中添加一條靜態(tài)路由，目的地址為縣站業(yè)務(wù)內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)段，下一條為交換機(jī)與RM1800-20連接端口地址。

3.5 3G路由器并網(wǎng)

把配置后的3G 路由器固定，用網(wǎng)線連接到三層交換機(jī)上已配置好的端口。

斷開主通道，查看網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，從縣局業(yè)務(wù)主機(jī)用跟蹤命令跟蹤省局業(yè)務(wù)主機(jī)，得到如下結(jié)果，說明到省局的3G線路正暢通。

3.6 VPN接入交換機(jī)設(shè)置

在省信息中心三層交換機(jī)（與聯(lián)通專線相連）上增加如下配置：

配置說明：

（1）配置3G 無線的接口IP 地址，用于與聯(lián)通專線連接。

（2）配置隧道。利用隧道技術(shù)實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)流量強(qiáng)制到特定的目的地（221.194.31.254）。

（3）配置路由。配置到中心內(nèi)網(wǎng)（172.18.32.0、10.48.36.0、10.48.72.0）的路由；配置到聯(lián)通中心機(jī)房的回執(zhí)路由（221.19.31.254）。

（4）配置訪問控制列表?；跇I(yè)務(wù)和運(yùn)行成本的需要，配置一個access-list 88控制3G輔助通道的訪問。

4 結(jié)語

通過以上的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，得出基于3G 無線VPDN網(wǎng)絡(luò)的方案完全可以實(shí)現(xiàn)省內(nèi)地面通信傳輸通道的結(jié)論。隨著現(xiàn)代氣象的不斷發(fā)展，各種類型的氣象資料越來越多，氣象資料的傳輸質(zhì)量和及時率要求越來越高。3G無線傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)了我省地面通信線路的備份，為氣象業(yè)務(wù)高效穩(wěn)定的運(yùn)行提供了保障。隨著3G技術(shù)的飛速發(fā)展，3G 業(yè)務(wù)在安全性、成熟度、信號質(zhì)量等各方面的提升，3G傳輸系統(tǒng)會更有效和更穩(wěn)定，在將來的氣象信息傳輸中會發(fā)揮更大的作用。