广东省三防指挥系统综合重点工程通讯与计算机骨干网络系统的网络综合体系结构和物理网设计.doc
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1、广东省三防指挥系统工程通讯和计算机骨干网络系统网络体系结构和物理网设计廖征红(华南理工大学 电子和信息学院,广州 510641 )摘要:依据广东省三防指挥系统应用业务需求和特点,并结合现在优异、成熟网络技术,对广东省三防指挥系统工程通讯和计算机骨干网络系统设计基础部分之一:网络体系结构和物理网设计进行分析说明、探讨。关键词:三防指挥系统;通讯和计算机骨干网络;体系结构;物理网设计1序言广东省三防指挥系统工程通讯和计算机骨干网络系统(以下简称GDFCnet)是一个覆盖全省防汛抗旱部门,并和国家防汛指挥系统相连含有综合业务能力开放式大型互联网络系统,将建设一个全省范围水利系统数据、语音和视像三合一
2、计算机通信骨干网络,以支撑全省各级防汛部门各应用系统运行和服务,实现各级三防部门共享信息,为相关部门提供信息服务,并为省水利系统其它业务如水质和水环境、行政首脑机关办公决议服务系统等提供网络服务。GDFCnet是广东省三防指挥系统工程基础,将实现包含广东省水利厅和国家防总、水利部、省政府、省直相关单位、珠江水利委员会、22个地市(含顺德)水利局、10个市水文分局、4个直属工程管理单位之间宽带广域联网。因为GDFCnet设计内容多而复杂,现结合现在优异、成熟网络技术,对该项目标基础内容之一:网络体系结构和物理网设计关键点进行分析。2网络体系结构GDFCnet网络互联协议采取TCP/IP。其理由是
3、:TCP/IP协议被国际中国广泛采取,是实际上工业标准;几乎全部关键网络操作平台全部支持TCP/IP协议;TCP/IP和低层网络技术无关。 GDFCnet采取Internet/Intranet运行模式。2.1网络接口层 TCP/IP体系结构中网络接口层分成两个子层:物理层和数据链路层,分别对应于ISO/OSI物理层和数据链路层。在GDFCnet中物理层关键是指数据传输媒介和物理接口,包含:AUI、RJ45、RS232、RS449、X.21、V.35、RJ11等端口协议。数据链路层协议则包含:IEEE802.x、ATM、Frame Relay、X.25、PPP等。2.2网络层 GDFCnet网络
4、互联部分在网络层把IP协议作为数据传输协议。 2.3传输层 GDFCnetTCP层关键使用两种协议:TCP和UDP。 TCP协议提供了一个面向连接、可靠数据流传输服务,它能够确保端到端数据无差错传输,这种可靠服务是以增加复杂校验、超时判定、重传等功效为代价。TCP协议用于面向连接数据传输。 UDP协议则是一个无连接服务,它没有数据纠错、重传能力,所以UDP协议只提供一个不可靠、无连接服务,没有TCP协议含有纠错机制。UDP协议关键用于电子邮件传输等方面。2.4应用层 TCP/IP协议在应用层提供了部分服务,GDFCnet采取其中部分常见服务,关键有: TELNET:远程登录服务; FTP:文件
5、传输服务; DNS:域名服务; SMTP:电子邮件传输协议; HTTP:超文本链接协议; SNMP:简单网络管理协议。3物理网设计物理网设计包含广域带宽需求估计和分析、网络拓扑结构设计、电路设置。3.1 信息种类及广域带宽需求估计和估算广域网中继带宽选择,既要考虑到现在准备上网各业务和应用系统需要,又要能够满足在一定发展需求。3.1.1 气象信息估算(1)气象报信息每日按信息量8Mbit计算,要求1小时传输时间,峰值流量则为:81024/3600(秒)2.28(kbps)(2)气象格点报每日按接收量16Mbit计算,要求在1小时内传输完成,则峰值流量为4.55kbps。(3)气象雷达信息每幅雷
6、达图象按1600kbit,日信息量16Mbit计算,要求10分钟传输完成,则峰值流量为:161024/600=27.3kbps(4)气象传真图按日接收信息量32Mbit,要求4小时内传输,则峰值信息量为:321024/14400=2.28kbps所以,气象信息带宽需求为2.28+4.55+27.3+2.28=36.14(kbps),考虑TCP/IP效率和可能重发等原因,估算气象信息总带宽需求约为64kb/s;3.1.2 遥测信息量估算本省共有多种类型报汛站352个。其中向中央(国家防总报汛各类站点72个),因为经济发展和三防需要近期还计划增加16个报汛站点,使全省各类报汛站达368个。按未来全
7、部报汛站全部采取自动遥测站考虑。(1)估算依据主汛期从每十二个月4月1日至10月1日,共183天;遥测报每份40个字节(320bit);汛期每15分钟发一次,用3分钟时间把全部遥测信息传输完.(2)估算结果水情分中心信息量估算 本省共有368个报汛站,水情分中心所辖测站最多为80个,并将信息量扩大2倍考虑分中心交换,则日均流通信息量:320(bit)x80(个)x(24x60/15) (次) x2(倍)4800(kbit)峰值流量估算,320(bit)x80(个) / 180 = 284 (bps)考虑TCP/IP效率和可能重发等原因,估算遥测信息总带宽需求不会超出1kb/s;3.1.3 实时
8、水情工情旱情带宽估算按每个市三防指挥分中心到省三防指挥中心各需32kb/s计算。3.1.4 水利综合信息量水利信息种类繁多,但大致可分为七类:电子邮件、公文流转、文件传输、信息管理、科技教育、水利经济和其它。加上办公自动化系统内部管理信息交换,文档数据库之间复制机制等原因,估算带宽需求为64kb/s。3.1.5 企业内部电话根据平均每个节点高峰时同时有5人在打内部电话,以现在语音压缩技术,可达成每路话占用带宽8kb/s-10kb/s,则每个节点需要50kb/s带宽;3.1.6 Intranet 访问信息量(OA网信息)根据平均每个节点高峰时有20人上网,理想访问速率最少应达成每秒5kByte,
9、即40kb/s,则每个节点需要800kb/s带宽。3.1.7 系统信息量网络管理信系统根据64kb/s带宽考虑。3.1.8 会议电视参考广东省电信企业已建成覆盖全省会议电视网,以2M电路连接各地市局至省汇接中心,即可满足会议电视传输需求。所以,在本设计中将会议电视带宽需求定为2M。3.1.9其它系统对广域网带宽需求按256 kb/s考虑。3.2带宽需求分析从上节估算看,峰值带宽约为3.3Mb/s,若考虑多种业务之间集中系数(即各应用系统不会同时出现峰值带宽占用),广域网络峰值带宽需求应该更低。故:省三防指挥中心至各地市三防指挥分中心节点之间信道带宽为22Mb/s。以后,伴随形势发展,网上业务增
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