电务监测网络维护分析及软件实现

吴学铁

吴学铁:武汉铁路局武汉电务段 助理工程师 430015 湖北武汉

现代铁路信号系统是功能完善、层次分明的控制系统。各个车站信息设备内部的功能单元独立工作，又互相联系，构成复杂的网络化结构。电务部门需要维护管理的信息设备种类越来越多，这些设备的重要性是不言而喻，如何使这些设备运行状况可靠与完好是广大电务工作者一直探求的目标。

武汉电务段有一百多个车站安装有信号微机监测，有些车站还存在预警平台、ZPW-2000采集处理机(轨道监测机)、列控维护机，这些设备全部运行在监测网上。如果用传统手段检查和监视这些网络设备相当繁琐和耗时，为此，研发了网络检查监视系统软件，该软件已于2011年5月投入使用。以下谈谈对该系统软件的使用情况，并进行总结，以便维护工作更加合理和完善。

1 网络检查监视系统的开发

电务监测网采用基于TCP/IP协议的广域网模式，分为铁道部、铁路局、电务段、车站4层，由铁道部电务监测中心、铁路局电务监测中心、电务段监测中心、车站监测网和广域网数据传输系统组成。网络结构采用串联加环路的方式实现，即1条线路上仅需要1条通道，该通道站站开口，将沿线各站串联在一起，线路末端站增加1条通道至电务段，或中间站再增加1条通道至电务段，使网络成环。图1为某站计算机及网络设备连接图。

通过对管内网络设备引发的故障进行分析调查，发现存在日常分析不到位、网络检查不准确、查找网络故障人为操作不熟悉等问题，成为影响快速处理网络故障的主要原因。因此，迫切需要一种可以在网络中快速判断各车站设备网络联接状况，并确认是断网、局部硬件还是终端软件问题的工具。为此，开发网络检查监视系统，可以检查处于网络中各车站计算机、路由器的网络联接状况及相关信息，包括网络状态、断网信息、路由器信息、远程控制以及网络拓扑图等，以有效缩短排查和处理网络故障时间。目前，网络检查监视系统可以用于微机监测、TDCS、CTC的网络环境，检查监视各车站设备网络联接状况，获取网络设备信息，并辅助处理网络故障。

图1 电务监测网中车站计算机及网络设备连接示意图

2 维护和分析

2.1 车站设备网络通断检查

一般情况下，对网络上的计算机通过命令行参数方式，逐个站、逐项设备的IP地址进行Ping命令的操作，对其发送测试数据包，看对方是否有响应并统计响应时间，以此来测试车站设备网络的通断情况及分析网络的速度。

Ping命令的操作显示如下(IP地址均为假设):

C:Documents and SettingsAdministrator＞ping 192.168.2.1

Pinging 192.168.2.1 with 32 bytes of data:

Reply from 192.168.2.1:bytes=32 time=4ms TTL=64

Reply from 192.168.2.1:bytes=32 time=4ms TTL=64

Reply from 192.168.2.1:bytes=32 time=4ms TTL=64

Reply from 192．168．2．1:bytes=32 time=4ms TTL=64

Ping statistics for 192.168.2.1:

Approximate round trip times in milli－seconds:

Minimum=4ms，Maximum=4ms，Average=4ms

上述中“bytes=32”表示ICMP报文中有32个字节的测试数据， “time=4 ms”是往返时间。Sent发送多个秒包、Received收到多个回应包、Lost丢弃了多少个。Minmum最小值、MAXimun最大值、Average平均值。从上面情况来看，来回只用了4 ms时间，lost=0即丢包数为0，显示的网络状态相当良好。

对于Ping后返回信息也可能出现如下显示:

C:Documents and SettingsAdministrator＞ping 192.168.2.1

Pinging 192.168.2.1 with 32 bytes of data:

Request timed out．

Request timed out．

Request timed out．

Request timed out．

Ping statistics for 192.168.2.1:

Packets:Sent=4，Received=0，Lost=4(100%loss)，

“Request timed out”这是经常遇到的提示信息，至少有以下几种情况:

1．对方已关机、网卡及网线出问题，或者网络上根本没有这个地址。

2．对方与自己不在同一网段内，通过路由也无法找到对方，但有时对方确实是存在的，当然不存在也是返回超时的信息。

3．对方确实存在，但设置了ICMP数据包过滤(比如防火墙设置)。

4．错误设置IP地址。

以上是对单项网络设备通断的判断，假设每日需要检查100个车站，每个车站需要检查网络通断的设备一般有2～5个，也就是说总共有200～500个IP地址需要手动进行Ping命令的操作。通过人工输入逐个站、逐项设备的IP地址来检查所有车站设备的网络通断，不仅耗费大量的时间和精力，而且人为出错的概率也是很大的。

而网络检查监视系统在软件上实现了基于ICMP协议的PING程序，使用ICMP的封装机制，通过IP协议来工作。为了实现直接对IP和ICMP包进行操作，使用Windows环境下的SOCKET编程，同时利用数据库技术将所有设备IP地址预存于数据表中，通过软件的方式使命令批量化、自动化来判断网络通断，以及自动处理Ping后返回信息，无需人为判断，从根本上杜绝了人为错误。100个车站总共耗时不过2～3 min。所以同样的测试标准用软件来实现，可以很好地提高效率及正确性。

2.2 路由器状态检查

大多数情况下不可能立即物理接触到路由器，预先检查路由器的工作状态，也只能通过命令行参数方式，使用ping命令、telnet命令、tracert命令等。当网络出现故障时，登录到相关节点或者相邻节点路由器上，查看路由器的端口状态，并通知通信人员配合在通道上“打环”，再次检查路由器的端口状态，来判断故障点。

1.路由器追踪。路由器追踪过程，仅能看到经历过的IP地址。在网络检查监视系统软件中，预先将所有车站设备IP地址及Loopback地址存于数据库中，利用数据库编程技术，将路由器追踪显示的地址全部翻译成车站，这样借助网络检查监视系统，可以很直观的看出目标所经过路由器的车站名、地址及应答时间等信息，以便于网络故障的查找。

2.路由器查看端口。“show ip int b”命令完整的写法是:show ip interface brief，用于查看设备所有接口状态信息，包括接口名称、IP地址、协议状态和物理状态。

3.路由器邻居状态查看。“show ip ospf nei”命令用于显示每个OSPF邻居和邻接状态。

为了使上述获取路由器信息的操作更加简单快捷，预先将相应的操作命令以及用户名、密码等信息存于数据库中，利用数据库编程技术和Send-Keys模拟键盘操作，软件方法来实现自动登录车站路由器、路由器追踪、端口查看、路由器邻居查看等功能，系统会自动列出车站路由器所有端口状态、车站路由器所连接相邻车站路由器信息，无需用户再输入用户名、密码及任何命令。可以说只要用户点击鼠标，就能够完成以前复杂的操作。

2.3 远程控制

以前一般直接使用远程控制相关的软件，手动输入IP地址、用户名和密码等信息，来进行登录操作。而网络检查监视系统软件完成该功能是通过SendMessage函数来实现的，通过向 DameWare Mini Remote Control软件或者Symantec pcAnywhere软件发送Windows消息，模拟鼠标、键盘的操作，来控制 DameWare Mini Remote Control、Symantec pcAnywhere软件，以便提供快速的登录并控制远程计算机，无需再输入IP地址、用户名以及密码。

利用平时下现场的机会，使车间、信息工区远程控制站机的重启、调整、文件传输等功能都得到了很好的验证。只要在网络条件允许的情况下，可以准确的远程控制站机设备。

3 结束语

网络检查监视系统自2011年5月投入使用以来，很好地解决了日常网络状态分析不到位、耗时长、网络检查不准确，以及查找网络故障时人为操作不熟悉造成故障误判等问题。该工具软件可一次性批量、自动定时检查，保存网络状态，并允许用户远程控制站机设备，具备了保证CTC/TDCS、列控、微机监测等重要设备安全稳定运行的条件，简化了维护人员的劳动强度，节约了成本，其经济效益是无法估量的。

由于能及时克服各类信息设备网络出现的故障和隐患，消除了可能因网络设备故障对列车运行带来的影响，巩固了既有线、高铁、客专等运营线良好运营的成果。

［1］［美］David Hucaby，Steve McQuerry，Andrew Whitaker.Cisco路由器配置手册［M］(第2版).北京:人民邮电出版社，2012．5.

［2］TJWX－2006－hh型信号监测系统维护手册.河南辉煌科技股份有限公司，2010．1.

［3］铁道论坛 http://bbs．railcn．net/.