摘要：為保障鐵路客運專線安全、穩定、高效、舒適運營,通過分析石太客運專線鐵路數據網的用戶需求及具體的案例實施,闡述了鐵路客運專線數據網的網絡結構、設備類型、路由協議、IP地址規劃以及組網特點。
　　關鍵詞：客運專線；數據網；組網
　　1引言
　　隨著我國鐵路的大發展，在繁忙干線建設客運專線，實現客運分運，能夠大幅度提高鐵路運輸能力，滿足全面建設小康社會的運力需要。客運專線可以提升城市的集聚功能和輻射能力，加快我國城市化的整體進程，使鐵路速度和服務實現質的飛躍。客運專線的運行必須安全、快捷、方便、舒適，數據通信網是保證客運專線運營的重要基礎設施之一。
　　客運專線數據通信網是一個保障客運專線安全、穩定、高效、舒適運營的信息承載網絡，為客運專線各站點提供數據運載服務及信息服務，保證客運專線各專業用戶進行數據、語音、視頻等多業務在數據通信網上的綜合承載，滿足其對帶寬利用率、網絡融合、服務質量(QoS)保障及安全性等方面的高標準要求。
　　2數據網建設需求
　　石太客運數據網近期業務需求為綜合視頻監控、應急通信，遠期業務將會有動力環境監控、會議電視、票務旅服等新興數據業務，所以應滿足以下要求：
　　1、網絡在物理上和互聯網隔絕,主設備處理、接口能力方面適度超前,且留有余量。
　　2、為鐵路信息系統及GSM-R的GPRS業務、鐵路圖像等通信系統提供承載平臺。
　　3、網絡組織應遵循開放、安全、可靠、可用、可擴充和高效的原則。
　　3數據網組網方案
　　3.1網絡結構
　　由于客運信息源點分布、業務的流向、管理體制及上下級的隸屬關系的特點，決定了客運專線IP數據網絡是一個典型的星型網絡，結合本線數據網承載業務及各業務系統的帶寬需求,以本線MSTP主干鏈路上數據網絡節點為例,石太客專數據網按核心層、匯聚層和接入層三層架構設計，采用混合型網絡拓撲結構，MPLSVPN技術提供業務系統隔離和QoS保證。
　　3.1.1核心層
　　核心層的石家莊通信站NE80通過2個POS155口分別接入既有西北環和京滬穗環雙路徑和北京客專調度所既有數據網設備思科7609相連,負責處理石太客專管內數據業務的高速匯聚和轉發。
　　3.1.2匯聚層
　　在匯聚層節點石家莊站、陽泉北站設置華為NE40，分別通過1個POS155口連到石家莊通信站NE80，提供就近各接入節點數據流量的上行匯聚和下行分發。
　　3.1.3接入層
　　出于經濟合理的原則，在沿線石家莊站、井陘北站、陽泉北站、東凌井站設置三層交換機，三層交換機本質上是非常快速的路由，能夠把整個網絡環境分割成多個廣播域來提升網絡性能，并且，當使用VLAN時，它允許使用交換機在VLAN之間進行路由，這樣不僅可以顯著降低配置的復雜性，也節省了昂貴的路由器資源。4個三層交換機分別采用FE和GE上連到匯聚層NE40，區間基站及變電所等信息接入點利用MSTP接入網提供的專線透傳和匯聚功能實現點對點/共享帶寬的互連功能，實現未設置數據通信網設備節點的數據業務的匯聚和接入。
　　POS電路和2Mb/s電路均有復用段保護環或者通道保護，避免傳輸系統故障而造成的通信中斷。
　　數據網接入層數據流遵循就近接入鄰近接入層節點、跨區域數據流由下一層向上一層匯聚的原則。
　　3.2網絡管理
　　核心層節點石家莊通信站配置華為公司的iManag2erN2000DMS綜合網絡管理系統，為本線數據網提供配置管理、性能管理、故障管理、安全管理，并預留接入終點既有綜合網關的條件。
　　3.3路由協議
　　本線數據網采用TCP/IPOSPF三層動態路由協議,并將本線所有節點作為一個自治域。即石家莊NE80與石家莊NE40和陽泉NE40建立OSPF協議，運行的AREA0區域，以保證路由快速運算與鏈路保護的快速保護與收斂。NE80與北京客專調度所間路徑簡單，采用靜態路由協議，以保證網絡安全和高保密性。
　　3.4IP地址規劃
　　客運專線IP數據通信網是一個多個網段互聯的IP網絡，為保證整個網絡的互通性、完整性和可管理性，應嚴格遵照鐵道部關于IP地址分配的相關規定，對全網IP地址需要做出統一規劃。各節點IP地址分配遵循以下原則：
　　3.4.1設備管理地址，即通常說的lookback地址的規劃：
　　為方便管理，給每一臺路由器創建一個loopback地址接口，并在該接口上單獨指定一個IP地址作為管理地址，管理員會使用該地址對路由器遠程登錄（telnet），該地址實際上起到了類似設備名稱一類的功能。同時各種上層協議需要使用TCP或UDP來建立連接時也需要使用該地址作為源地址，還可以作為OSPF的Routerid、MPLSVPN的MPLSLsrid。
　　Loopback地址規劃技巧：務必使用32位掩碼的地址；采用連續的一段地址，便于維護管理；越是核心的設備，地址越小。
　　3.4.2設備互聯地址規劃：
　　為節省IP地址，同時方便今后設備擴容時（特別是鏈路擴容），盡量不對IP地址做改動，在設備互聯地之間，創建邏輯接口IP-TRUNK來互相連接；即路由器之間不管是2X155M還是1X155M，我們均先在設備上創建IP-TRUNK，然后將實際的物理鏈路加入IP-TRUNK；設備互聯地址使用30位的掩碼。
　　另外，IP地址必須具有唯一性，全網沒有任何IP網段、IP地址重復；地址分配具有連續性。同一節點局域網分配地址時，盡量采用連續地址塊，以方便路由聚合，并要留出一段備用地址。
　　4組網的特點
　　針對石太客專數據網所承載的業務類型和業務需求，充分考慮目前業務和以后的發展方向，利用SDH技術為傳輸平臺，采用大容量、高可靠性的路由器組網，完全滿足高速鐵路數據網基于MPLS的多VPN的要求，為各種不同的業務提供安全、可靠的保障。
　　4.1安全性
　　網絡安全是應用和業務部署的根本，MSTP網均有復用段保護環或者通道保護，避免傳輸系統故障而造成的通信中斷。再者通過VLAN、VPN、訪問控制列表等方式,隔離承載的各信息業務接入系統，更高級別的網絡防護由各信息業務接入系統根據需要進行設置。
　　4.2可靠性
　　通過設備、網絡架構和業務部署來保證網絡的整體高可靠性。設備級可靠性包括中高端設備主控單元、交換網、管理總線、電源及風扇關鍵部件冗余、熱拔插、設備間冗余備份,匯聚/接入設備智能和環境適應能力(溫度、濕度、抗雷擊)等；網絡級可靠性包括備份網設計、雙歸屬設計、VRRP(虛擬路由冗余)、動態路由收斂、MPLSTE保護等；業務級可靠性包括報告上報、流分類控制、流分發規則、VPNQoS保證等。
　　4.3實時性
　　通過處理架構和深度業務感知,確保業務能夠被準確識別和高效轉發；通過廣域封裝協議、廣域高速鏈路和MPLSTE流量調度,實現業務的高效傳遞；配合全網業務專用VPN的保障和全程QoS的保障,確保各種業務端到端的實時傳遞。
　　4.4網絡的自成長性
　　網絡的自成長性是適應未來需求和變化的必要條件,也是網絡能夠融合通信發展的關鍵,網絡的擴展能力包括帶寬的擴展、網絡規模化、接口擴展、管理擴展和IPv6支持。
　　4.5接入靈活性
　　大中型服務器、計算機終端等主機系統,通過以太網(MSTP)、專線、等多種方式接入,提供的基本接口有10/100/1000Mb/s電接口、1000Mb/s光接口、E1接口、POS接口、網絡數據加密卡等。
　　4.6可管理性
　　網絡模型可以方便地進行網絡管理的邊界劃分,管理責任明晰,而且網絡管理操作也容易掌握。只需要了解簡單的技術原理和具有基本的邏輯能力,就可以通過網管系統進行運維管理。
　　在實際應用中該組網不足在于核心層節點石家莊通信站路由器未采用雙機冗余結構，存在單點故障隱患，不過隨著京石客專的開通及其數據網的建設，此隱患將會解決。
　　5結束語
　　鐵路跨越式發展特別是信息化建設,大量的數據業務以分組傳送的形式出現。客運專線數據網為綜合調度系統、信息系統、圖像監視系統等提供數據傳輸平臺,對數據通信網的可靠性和實時性提出靈活、易于擴展、高帶寬等要求,為了實現用戶的需求，客運專線數據通信網的總體建設思想是以層次化、簡單化、高性能、高可靠、多業務為指導，力求建立一個先進、靈活、可靠、基于標準的多業務平臺，整個網絡將以用戶需求為中心，強調系統的多業務的承載、靈活的業務接入、各類業務的管理控制、高可靠、高QoS、安全性等原則，為客運專線各專業用戶提供端到端的服務。
　　參考文獻
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