基于VRRP技术的青海气象宽带网络设计与实现

袁志福　祁英华　来志云

摘要：本文结合青海省气象网络的现状，简要介绍了虚拟路由冗余协议VRRP技术，阐述了气象宽带网络的建设需求，使用主流成熟的先进技术，给出了详细的宽带网络设计说明，确保网络安全高效的运行、监控及管理，提高监测预警实时数据传输时效性，实现气象观测和气象预报加多样化和精细化，能很好的满足青海省现有业务机未来一段时间的发展需要。

关键词：VRRP 宽带网络 气象通信 设计

中图分类号：TN915.04 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）09-0169-01

随着气象事业的快速发展，气象观测和气象预报更加多样化和精细化，观测资料以及预报产品的数据量迅猛增长，如何提高监测预警实时数据传输时效性，实现自动气象站观测资料、雷达资料和临近预报产品及时到达省、市州、县预警平台上，不仅要有足够的网络宽带、链路冗余，还要求能应对突发流量、业务分流、故障自动切换等，达到可靠性标准。

1 VRRP技术简介

VRRP又叫做备份路由协议，可与局域网内的一组路由器共同组成一个虚拟路由器，称之为一个备份组，就是将一个虚拟路由器的责任动态分配到局域网上的VRRP路由器中。其中控制虚拟路由器IP地址的VRRP路由器称之为主路由器，其主要作用就是负责转发数据包到这些虚拟IP地址中。在对信息进行传递的过程中，如果发现主路由器不能正常传输，此时就可以将备份路由器转化为新的主路由器进行使用，这种选择过程就提供了动态的故障转移机制，这就允许虚拟路由器的IP地址可以作为终端主机的默认第一跳路由器。

2 气象宽带网络设计与实现

2.1 新建地面宽带网

在现有气象地面宽带网络的基础上，新建一套省、市州MPLS VPN地面宽带网。通过对现有的地面广域网络系统进行升级改造，根据需要对省、市州、县三级气象部门的网络接口和网络管理设备、租用公共电信线路资源逐步提高网络接入速率来实现。

2.2 更新网络接口以及网络管理设备

分别在省、市州气象局内各部署1台路由器以及1台流量管理设备，各个接入点可以通过路由设置来实现主网络以及备份网络的负载分担和备份工作，一旦单条接入线路出现故障问题，可以将业务数据信息汇集到另一条线路上进行降级传输（根据需要减少数据种类、数据量或者是降低传输速率）。

2.3 提升租用公共电线网络带宽

在青海省气象局接入一条25Mbps MPLS VPN链路，分别在9个市州局各接入1条6Mbps MPLS VPN链路，同时与现有的MSTP地面宽带网到互为热备，满足中小河流治理和山洪地质灾害防治和易灾区生态环境综合治理气象保障相关业务所需资料传输、省际和省内共享、电视会商和管理信息传输等需求。

（1）路由协议部署。使用OSPF动态路由协议打通全网，并在网各州到省信息中心网络上引入直连路由。

（2）OSPF设计OSPF区域划分。因青海省气象局内的大型广域网设备数量较多，因此规定省级核心路由作为ABR，将省级气象部门的相关业务的接口加入到OSPF区域内，而与各个市州连接的接口则加入到了响应规划的区域中。

（3）OSPF Router-id设置。OSPF需要使用唯一的Router ID标识每一台路由器，建议相关网络设备的Loopback地址作为其OSPF Router ID。

（4）OSPF端口模式。所有设备相连的三层OSPF端口全部配置成P2P模式。

（5）OSPF报文路径选择。所有无关接口禁止OSPF发送相关报文。例如：silent-interface vlan11。

（6）OSPF认证。启用邻居互联认证即接口下密文认证。认证方式为：md5认证密钥为：zsrh。

3 宽带网络方案设计

项目建设在充分考虑了我省广域网络的现状和未来的应用实际基础，在保持原网络系统正常运行的情况下，通过项目的实施，网络设备升级省级核心路由设备、优化信息中心机房核心设备连接线缆，有效提高中心机房核心网络设备之间的路由选择效率和防路由环路能力。对原有的省级广域网核心路由器、市（州）、县级接入路由器和局域网核心交换机根据业务新建需求进行软件版本的升级，全面提高整个网络的数据交换能力和通信协议兼容性。

3.1 气象网路拓扑

在省内气象广域网络系统，省级中心、市州级作为对等的节点连接至运营商提供的MPLS VPN网络之中，通过路由设计实现MPLS VPN和MSTP（已有）两套网络的负载分担和热备份。省级MPLS VPN接入线路带宽均为25～360Mbps；市州级MPLS VPN接入线路带宽达到2-10Mbps。不同的业务通过在接入节点防火墙配置静态路由指向MPLS VPN或MSTP接入线路，当单条接入线路出现故障，业务数据可通过另一条线路进行传输。

3.2 线路带宽升级

对中国电信MSTP省级—市（州）级主线路由现用的6Mbps升级到16Mbps，市（州）--县级MSTP主线路由现用的4Mbps提升到8Mbps，提升省级广域网接入带宽。新建中国移动MPLS VPN线路市州-县4 Mbps的备份线路，使得市（州）级和县级通过广域网访问省级的各种资源明显改观。

3.3 优化全网网络路由策略和网络拓扑结构

取消原来核心交换和路由之间的静态路由配置，所有互联设备之间启用OSPF动态路由，在条件容许的情况下，所有核心互联设备之间启用光纤模式，在省级、州级、县级核心互联设备之间启用OSPF协议以及VRRP协议，以实现主备设备以及线路之间的完全热备份功能。利用省、市（州）路由器之间的流量控制设备，通过相关网络路由策略和流量分配策略，实现对传输在省—市（州）之间的IP数据包进行流量控制和优化，并作带宽保障。使双线路同时投入业务使用，承载数据流，打造气象信息高速广域网络。

参考文献

[1]罗定福，陈永松.VRRP多备份的设计与实现[J].齐齐哈尔大学学报，2012（7）.

[2]夏栋梁，朱沛炎.基于VRRP技术的校园网冗余设计与实现[J].网络安全技术与应用，2011（8）.