计算机系统在电视网络工程中的应用

王传红

（黑龙江萝北县军川农场广播电视局，黑龙江 萝北 154244）

1 电视网络通信结构

电视站采用集中控制的方式，为了保证整个计算机监控系统的数据流时刻处在一个安全、可靠的交换状态，为其选择一个技术先进、可靠性高、容易实施、具有较高性价比的网络结构就显得尤为突出。任何一个以太网都是由计算机上的网络适配器、传输通道和网络设备组成。首先，不能因为某个网络适配器工作不正常就影响整个网络的通信，所以，在每个计算机上的网络适配器必须是冗余的；其次，也不能因为某条传输通道的失效，或者某个网络设备的失效就影响整个计算机网络的正常通信，所以，传输通道和网络设备也必须是冗余的；甚至当整个以太网失效时，也要考虑采用其他网络来实现信息的传输。因此，利用冗余的网络适配器、冗余的传输通道、冗余的网络设备，最终就构成了多重冗余的网络结构。只有这样才能达到网络结构安全、可靠和高效的目的。目前，常见的网络拓扑结构主要包括星型、总线型、环型、双星型和双环型。星型网络布线简单，管理方便，直接通过背板交换，交换速度快，但缺点是没有冗余，且中央交换机风险过于集中；环型网络允许光纤出现一处断点，发生链路故障时，网络自动在500ms 之内切换到总线，缺点是属于简单冗余，当某一交换机发生故障时，会导致单点网络故障；双星型冗余网络，允许交换机、光纤、网线(网卡)三种故障，直接通过背板交换，交换速度快。缺点是布线复杂，成本高，而且冗余实际上是通过软件编程实现的，切换时间与软件编程有较大关系；双环网冗余网络，允许交换机、两处光纤、网线(网卡)四种故障，是常用的高级工业冗余网络，布线较双星型简单，成本也低于双星型，链路故障恢复时间小于500ms，其他故障取决于软件。因此综合考虑，电视站计算机监控系统采用了双环网型的网络结构，如图1 所示。

2 电视站与梯调之间的通信结构

电视站与梯调通信采用光纤专线通道和卫星通道两者互为备用的方式，较大地提高了可靠性。梯调到电视站卫星链路模式为：集控主机→交换机→加密装置→集控路由器→集控三层交换机→集控卫星网关机→电视站卫星网关机→电视站路由器→电视站加密装置→电视站交换机→电视站通讯机。集控到电视站光纤链路模式为：集控主机→交换机→加密装置→集控路由器→SDH 专线通道→电视站路由器→电视站加密装置→电视站交换机→电视站通讯机。其中集控路由器采用CISCO2600 系列路由器，纵向认证加密装置选用南京南瑞集团公司的syskeeper2000，三层交换机选用CISCO3560 系列交换机，电视站路由器采用CISCO2800 系列。如何实现电视站与梯调之间的通信，在静态路由和动态路由的选择上，做了一番探讨，下面作简要介绍。

电视站光纤链路采用的是OSPF 动态路由协议配置，而卫星链路采用静态路由协议配置。静态路由是手工配置，具备动态路由功能的路由器能自动建立自己的路由表。静态路由是指由网络管理员手工配置的路由信息。当网络的拓扑结构或链路的状态发生变化时，网络管理员需要手工去修改路由表中相关的静态路由信息。静态路由信息在缺省情况下是私有的，不会传递给其他的路由器。当然，网管员也可以通过对路由器进行设置使之成为共享的。静态路由一般适用于比较简单的网络环境，在这样的环境中，网络管理员易于清楚地了解网络的拓扑结构，便于设置正确的路由信息。使用静态路由的另一个好处是网络安全保密性高。动态路由因为需要路由器之间频繁地交换各自的路由表，而对路由表的分析可以揭示网络的拓扑结构和网络地址等信息。因此，网络出于安全方面的考虑也可以采用静态路由。

图1

动态路由器上的路由表项是通过相互连接的路由器之间交换彼此信息，然后按照一定的算法优化出来的，而这些路由信息是在一定时间间隙里不断更新，以适应不断变化的网络，以随时获得最优的寻路效果。为了实现IP 分组的高效寻路，IETF 制定了多种寻路协议。其中用于自治系统（AS:Autonomous System）内部网关协议有开放式最短路径优先（OSPF：Open Shortest Path First） 协议和寻路信息协议（RIP：Routing Information Protocol）。所谓自治系统是指在同一实体（如学校、企业或ISP）管理下的主机、路由器及其他网络设备的集合。还有用于自治域系统之间的外部网络路由协议BGP-4等。大型和复杂的网络环境通常不宜采用静态路由。一方面，网络管理员难以全面地了解整个网络的拓扑结构；另一方面，当网络的拓扑结构和链路状态发生变化时，路由器中的静态路由信息需要大范围地调整，这一工作的难度和复杂程度非常高。

因此，综合考虑电视站的实际情况，光纤链路路由采用OSPF 动态路由进行配置，卫星链路采用静态路由进行配置。

3 电视站与调度之间的通信结构

图2 调度网络结构图

调度网络结构如图2 所示。调度数据网的两个通道通过两个路由器接入电视站通信机房。然后分别通过纵向加密装置和纵向互联防火墙接到电视站控制区和非控制区。控制区通过互联交换机以双通道接入远动装置、稳控子站和PMU 子站；非控制区也通过互联以双通道接入电能量采集装置和保信子站。在控制区和非控制区之间用横向互联防火墙加以隔断，保证控制系统的数据安全。其中，控制区和非控制区的交换机均采用H3C LS-5500-28C-EI，纵向加密认证装置采用SysKeeper-2000 纵向加密认证网关，纵向互联防火墙和横向互联防火墙采用东软NetEye FW5120-GD 型防火墙。

4 结语

本文基于电视站网络结构，重点介绍了电视站内计算机监控系统网络结构、电视站与梯调通信结构、电视站与调度通信结构，展示了计算机监控系统网络各层次的结构配置，通过电视站的实际稳定运行，证明本文给出的网络配置是有效的，对今后类似工程有一定参考价值。