VLAN技术在CDM协同放行系统中的应用

李文嘉



VLAN技术在CDM协同放行系统中的应用

李文嘉

（民航山西空管分局，山西 太原 030031）

随着网络技术越来越发达，其可应用的地方不仅仅局限在互联技术中，还可以在生产运行自动化中使用。近年来，随着航空运输业的高速发展，飞行流量越来越大，空管的压力也越来越突出，对航班正常性及准点率要求也越来越高。CDM协同放行系统是为管制员提供一个对航空器放行时间及流量控制的帮助，华北地区六大机场已经开始协同使用，那么如何保障CDM系统的正常使用，保证每个机场的流量控制在可控范围内而不出错，就需要相关人员针对线路传输进行研究。

虚拟局域网；协同放行；VLAN技术；网络安全

1 VLAN技术的简介及应用

VLAN（Virtual Local Area Network）的中文名称叫虚拟局域网，是一种建构于局域网交换技术的网络管理技术。这一技术一般应用在交换机和路由器中，但又不是所有交换机都具有此功能，只有具有二层以上VLAN协议的交换机才有此功能。每一个VLAN都包含一组有着相同需求的PC机，与物理上形成的LAN有着相同的属性。由于它是从逻辑上划分，而不是从物理上划分，所以同一个VLAN内的各个PC机不局限在同一个物理范围中，即这些工作站可以在不同物理LAN网段。由VLAN的特点可知，一个VLAN内部的广播和单播流量都不会转发到其他VLAN中，这就容易得出VLAN的优点——有助于控制流量、防止网络风暴、减少设备投资、简化网络管理、增加网络连接的灵活性、提高网络的安全性、提高维护人员工作效率。

现在各个学校、企业、银行已经将VLAN技术应用到自己的系统中。目前，华北空管局使用的办公自动化网络和各个分局、站之间就是通过VLAN连接使用的。核心交换机放在技术保障中心，VLAN划分为山西空管分局、天津空管分局、河北空管分局、内蒙古空管分局和海拉尔空管站几个部分，分局、站可以同时访问华北空管局，但是分局、站之间不能互相访问。到了分局、站这一级别，以山西空管分局为例，通过在与华北空管局核心交换机相连接最近的节点的交换机也做VLAN配置，将交换机按照地点划分成为3个VLAN单元，分别是机关楼、航管楼和综保，这样的话在航管楼的管制部、技术部和气象台就可以通过VLAN划分共同使用一台交换机，减少了交换机的使用，这样不仅节省了资源，又方便了管理。

2 CDM协同放行系统

CDM（Collaborative Decision Making）协同放行系统的全称为华北空管局流量管理及多机场放行系统，该系统是南京二十八所负责研发的，该系统将地面航班信息分为已开车航班、起飞申请航班、准备开车航班等5个部分，航空器放行信息、航空器流量管理信息、航班计划信息都会在相应的区域有所显示，系统内部会根据不同的跑道使用方向计算到达导航台的飞行时间，为航空器的放行提供数据参考。

CDM系统能够协助流量管理部门、航空公司、机场公司和空管部门整合出更加准确的信息，确保空域所有使用者们都认可，相互竞争是为了减少空管原因造成的航班延误，提高航空器的运行效率，同时在华北地区共同提高航空器放行准点率、减少航空公司运营成本，避免乘客在舱内等待较长时间，从而为广大用户提供更优质的服务。

目前，太原CDM系统是一个独立的工作站，服务器设在华北空管局，工作原理相对简单，所有数据提取、处理与存储都在服务器中，终端通过交换机访问服务器，太原现在有区调和塔台两个终端，如图1所示，连接、使用和维护相对比较简单。

图1 太原CDM分布图

使用交换机的型号是H3C5100，在引接了华北空管局服务器的信号后再分配给两个终端，如图2所示。

在运行一段时间后，CDM系统的优越性越来越明显，相比较于原来管制员自己预算航空器放行时间的运行模式，更为周密细致。为了保证传输运行的可靠性，华北空管局决定增加一条备用的运营商链路互为冗余。作为太原节点，是新开一条链路，与原链路一模一样呢？还是另辟蹊径，寻找一个更好的方案呢？经过领导考虑研究后决定尝试一下新鲜的VLAN技术，一方面机柜位置资源有限，设备没有多余；另一方面这也是一个不可多得的促进全体员工练习的机会。于是决定将现在运行的H3C5100交换机划分两个VLAN，让两条运营商线路共同使用一个交换机。

图2 太原终端现连接图

3 配置交换机及应用

为使得在主用设备上有条不紊进行，不出现任何差错，我们找出备用交换机，进行了实验与练习。

使用配置线将PC机和交换机连接，参数设置为每秒位数9 600、数据位8、奇偶校验无、停止位1，数据流控制无。

sys

[H3C]#vlan 1

[H3C-vlan1]#port g 1/0/1 to g 1/0/8

[H3C-vlan1]#name liantong

[H3C-vlan1]#vlan 2

[H3C-vlan2]#port g 1/0/9 to g 1/0/16

[H3C-vlan2]#name dianxin

[H3C-vlan2]#quit

[H3C]#int vlan-int 1

[H3C-vlan-interface1]ip address 10.5.33.250 255.255.255.192

[H3C-vlan-interface1]int vlan-int 2

[H3C-vlan-interface2]ip address 10.5.34.250 255.255.255.192

[H3C-vlan-interface2]quit

[H3C]save

[H3C]quit

将交换机配置好后，按照之前介绍的VLAN原理，我们用两台PC机进行几组实验，分别为PC1和PC2：

第一组：同一IP段地址在相同VLAN可以ping通。

将PC1的IP地址设为10.5.33.2 255.255.255.192，PC2的IP地址设为10.5.33.3 255.255.255.192。接下来我们将PC1和PC2接入VLAN1，经验证，两台PC机是可以ping通的。

第二组：不同IP段地址在不同VLAN不能ping通。

将PC1的IP地址设为10.5.33.2 255.255.255.192，PC2的IP地址设为10.5.34.3 255.255.255.192。接下来我们将PC1接入VLAN1和PC2接入VLAN2，经验证，两台PC机是不可以ping通的。

第三组：同一IP段地址在不同VLAN不能ping通。

将PC1的IP地址设为10.5.33.2 255.255.255.192，PC2的IP地址设为10.5.33.3 255.255.255.192。接下来我们将PC1接入VLAN1，PC2接入VLAN2，经验证，两台PC机是不可以ping通的。

经过以上几组实验，我们已经掌握了VLAN的传输性质，完全符合我们的预计方案。

两台终端都是双网卡配置，我们开展工作更加便捷。在跟华北空管局CDM技术小组确认冗余线路后，并且确定了IP地址，我们将塔台终端网卡1IP地址设为222.31.154.3/24，连接联通线路，网卡2IP地址设为222.32.154.3/24，连接电信线路；区调终端网卡1IP地址设为222.31.154.2/24，连接联通线路；网卡2IP地址设为222.32.154.2/24，连接电信线

路。我们将新的IP地址配置到交换机。

sys

[H3C]#vlan 1

[H3C-vlan1]#port g 1/0/1 to g 1/0/8

[H3C-vlan1]#name liantong

[H3C-vlan1]#vlan 2

[H3C-vlan2]#port g 1/0/9 to g 1/0/16

[H3C-vlan2]#name dianxin

[H3C-vlan2]#quit

[H3C]#int vlan-int 1

[H3C-vlan-interface1]ip address 222.31.154.250/24

[H3C-vlan-interface1]int vlan-int 2

[H3C-vlan-interface2]ip address 222.32.154.250/24

[H3C-vlan-interface2]quit

[H3C]save

[H3C]quit

为了确保交换机配置无误，且不会因为交换机的配置给管制造成影响，我们对新的IP地址再次进行了验证。

将交换机配置好后，按照之前介绍的VLAN原理，我们用两台PC机进行几组实验，分别为PC1和PC2.

第一组：同一IP段地址在相同VLAN可以ping通。

将PC1的IP地址设为222.31.154.3/24，PC2的IP地址设为222.31.154.2/24。接下来我们将PC1和PC2接入VLAN1，经验证，两台PC机是可以ping通的。

第二组：不同IP段地址在不同VLAN不能ping通。

将PC1的IP地址设为222.31.154.3/24，PC2的IP地址设为222.32.154.3/24。接下来我们将PC1接入VLAN1和PC2接入VLAN2，经验证，两台PC机是不可以ping通的。

第三组：同一IP段地址在不同VLAN不能ping通。

将PC1的IP地址设为222.31.154.2/24，PC2的IP地址设为222.31.154.3/24。接下来我们将PC1接入VLAN1，PC2接入VLAN2，经验证，两台PC机是不可以ping通的。

那么，我们就可以将CDM系统的塔台终端（双网卡）和区调终端（双网卡）分别接入交换机，如图3所示。

图3 塔台终端（双网卡）和区调终端（双网卡）分别接入交换机

这样，我们既完成了对线路传输的扩容，又节省了成本，一举两得。在安装使用后，恰巧碰上了由于联通运营商的原因造成线路中断，联系华北空管局，及时做线路切换，因为反应迅速，处理果断，未对管制造成影响，这让我们为当初坚定地应用VLAN技术而高兴。

4 VLAN技术应用展望

目前，华北空管局内推行“两地一空”传输链路，“两地”是指每个系统都需要两个地面运营商传输，彼此互为冗余；“一空”是指卫星网，依靠C波段卫星和KU波段卫星传输。其目的就是为了保证传输线路手段的多样化，可以做到线路的冗余，当地面光缆传输故障中断时，可以及时切换到卫星传输，保证设备运行的连续性，不要对管制造成由于设备原因发生的影响。

现在，CDM协同放行系统是由“两地”电信和联通共同承担着传输，由于已经发生过因运营商出现的问题造成的故障，所以计划在不久的将来，可以把“一空”卫星传输也加入到其行列中，把交换机划分成3个VLAN，让卫星也承担线路传输，作为备份链路，共同保障着CDM协同放行系统的稳定运行，为管制部门提供更优质的服务。

5 结束语

VLAN技术在CDM协同放行系统中的应用，说明前沿技术在空管自动化系统中的传输环节具有稳定性、多样性和实用性，这就有效缓解了维护人员在维护终端设备时的压力，提高了工作效率，减少了因人为原因造成的一般差错及事故，对提高航班正常性及准点率作出了贡献。技术维护人员在掌握新技术及应用后，也对VLAN应用在其他系统中运行充满了期待。

［1］程先平，侯忠祥，孙瑞.合理划分VLAN 优化网络管理［G］//2005年全国发电企业信息化技术研讨会论文集.西安：中国电力企业联合会，2005.

［2］杜文博.大学校园网流量监测与网络优化［D］.昆明：云南大学，2010.

2095－6835（2018）18－0080－03

TP393.1

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.18.080

〔编辑：严丽琴〕