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国家气象中心计算机室 郎洪亮
国家气象中心业务网络总体构架形成于1996年，目前采用3Com CoreBuilder 3500线速第三层交换机作为网络的核心交换设备构成FDDI主干，为两台巨型机和一台并行计算机提供FDDI连接，在局部网络中使用了千兆以太网、快速以太网和FDDI交换技术。
网络环境和设备连接状况
国家气象中心业务网络主干由两台CB3500交换机构成，采用FDDI Trunk 技术，介质为多模光纤。FDDI Trunk包括两个FDDI SAS端口，可以实现负载均衡，而且又克服了SAS（单连接）的冗余性差和DAS（双连接）连接速度低的问题。当Trunk中的任何一个FDDI端口失效时（包括传输介质故障）网络流量自动切换到另一个端口中，时间远远小于Spanning Tree的切换时间。在FDDI Trunk上配置802.1q VLAN，实现整个楼层网络内VLAN的灵活配置。构成网络主干的同时，核心交换机也负责整个业务网络中所有IP子网之间的路由。由于CB3500有着每秒400万个包（4million pps）的线性路由性能，与传统路由器每秒几万个包的性能相比有极大的提升，所以更能满足业务需求。而且CB3500交换机还提供了丰富的包过滤和优先级设置功能，可以进一步增强网络的安全性以及适应不同网络应用的需求。
业务网络从逻辑上共分为三个主要部分，分别是核心计算机区、边缘用户接入区和互连区。区域的划分是根据业务性质来进行的，一般每个区域分配在一个独立的VLAN中，由核心交换机来实现各个VLAN之间的路由。三个逻辑区域的具体内容如下：
核心计算机区
核心计算机区包括2台CRAY巨型机和IBM SP、SP2并行机以及Alpha通讯计算机，连接到2台核心交换机提供的三个FDDI交换环中。根据原有网络的IP地址设置和使用方式，将FDDI端口分配到2个VLAN中。由CB3500通过IP协议的路由来实现VLAN之间的通信。
边缘用户接入区
根据业务性质以及用户在楼层的物理分布，构造3个主要的边缘用户接入区。通过边缘交换机、集线器等设备将各个区域中的用户上连到核心交换机中，实现路由及与全网的互通。
互连区
由路由器实现国家气象中心业务网络与Internet和其他有关单位的网络互连。由于在业务系统中使用了基于DECNET协议的网络应用，所以需要使用传统的路由器，以获得对DECNET协议的支持。
网络中采用的主要技术
国家气象中心业务网络通过升级和改造，不仅使网络的性能和可靠性获得较大的提升，而且各种新的网络技术的应用更有利于提高网络的管理和监控能力。
以太网/快速以太网交换技术
以太网交换技术能够在网络基础设施（如布线系统）和网络结构不做较大改动的前提下，有效提高网络的带宽。VLAN和优先级控制两项技术是以太网交换技术最具有生命力的部分。以太网的优先级有两种，分别是被称为CoS（Class of Service）的第二层优先级和称为QoS（Quality of Service）的第三层优先级。802.1p标准实现了CoS优先级控制，RSVP（Resource Reserve Protocol：资源预留协议）实现了端到端的QoS优先级控制。这两种优先级控制手段在CoreBuilder 3500核心交换机中均得到支持。
第三层交换
随着企业内部应用的增加，在传统的通过路由器互联和分割的网络中，转发性能差的传统路由器越来越成为网络的瓶颈。第三层交换设备可以保证在不改变IP编址方式和网络连接方式的前提下消除网络中的路由瓶颈，并且实现第二层交换所无法提供的第三层包转发和过滤能力。CB2500和CB3500都是具有第三层转发能力的以太网交换机，为传统的网络向快速转发的无瓶颈网络过度提供了有效手段。
FDDI交换技术
传统的FDDI连接是通过FDDI集中器将FDDI设备连接到一个FDDI环路中。环路中所有的设备共享一个令牌（Token）和信道，在没有取得令牌时无法占用信道进行传输。在CB3500交换机中使用FDDI交换技术，每一个FDDI端口为一个独立的交换式FDDI环路，供通过该端口连接的设备使用。交换式FDDI技术同样提高了网络带宽，使FDDI网络多路同时传输成为可能。
SNMP/RMON/RMON2网络管理和监测技术
SNMP是传统的网络管理技术，但是它本身具有占用网络带宽大、实时性不强等缺点。在以太网环境中RMON（Remote Monitor）和RMON2技术改善了网络监测的性能。通过使用硬件的探针（Probe）和后台的信息收集软件，能够比较及时地收集和分析网络运行中的各种问题，具有实时性强、占用带宽小等特点。3Com SuperStack 系列以太网交换机都内置了RMON的能力，同Transcend网络管理软件配合使用，能够及时了解网络的运行状况。CB3500第三层交换机在支持RMON的同时还支持RMON II，可以更好地分析评测网络的性能。
网络的监控体系
在国家气象中心的业务网络中，为了保证网络系统能够24*365不间断地运行，采用了比较有效的管理、监控和报警及故障处理三级体系：
建立完善的网络档案
在日常的管理和维护工作中，建立了一整套完善的业务网络档案，为网络优化调整和查找排除故障提供了直接的依据。网络档案包括以下内容：
* 网络物理连接和走线图
* 网络节点的IP地址表以及MAC地址对应表
* 网络设备配置清单
* 路由设备的路由表信息
网络设备和重要节点的状态监测
使用3Com Transcend for Windows网络管理软件，为24小时值班的机房操作人员建立简明的状态监测和报警系统，当屏幕显示设备产生故障时及时通知网络维护人员进行故障处理。在Transcend for Windows网络管理软件中，可以根据需要将所有需要监视的重要设备和节点都以图标的形式显示出来，用颜色代表其状态。当某个图标转变成表示故障发生的颜色时，表示该设备或相关连的网络连接出现问题，需要通知维护人员进行处理。网络管理软件采用主动轮循的方式来检查网络的连接和设备状态，每15分钟检查一次，时间长短可以根据需要和实际情况设置。
自动故障记录手段
当操作人员发现故障后通知网络维护人员。网络管理软件同时保留了设备发生故障的时间，供判断、分析和排除故障时参考。
在日常的网络管理和维护中，网络管理人员可通过Transcend Enterprise Manager网络管理软件并且结合HP OpenView的功能，能够有效的监测网络拓扑结构及其变化、查看SNMP的Trap信息、网络的故障报警信息和网络工作情况（RMON）等，还可以实现对网络中所有3Com网络设备的集中统一管理，并且进行诸如系统软件升级等工作。对于网络设备的某些配置也可以在网络管理软件中方便地进行修改。
由于采取了以上措施，保证了国家气象中心业务网络的可靠稳定运行。
网络的优势和特点
透明升级
通过引进CB3500交换机将传统的网络升级到消除网络瓶颈的线速路由网络，极大地提高了网络的交换能力和端口接入密度。并且所有的切换和升级工作都是对用户透明的，不影响实时业务的运行。
高可靠性
核心网络设备具有多级的容错机制，网络主干又采用了非常可靠的FDDI Trunk技术，整个网络的拓扑结构清晰、简明，网络中不存在故障孤立点。所有重要的网络节点，如巨型机，都采用了FDDI DAS双连接，所以整个网络具有很高的可靠性。
采用多项基于标准的网络技术
SuperStack II系列交换机以及CB3500交换机的使用，使得网络中支持IEEE 802.1 q与802.1 p标准，可以进行全网的VLAN划分以及优先级控制。CB3500交换机还支持RSVP，能够实现端到端的服务质量。
先进和完善的网络管理手段
利用网络设备内置的SNMP、RMON、RMON II能力，配合Transcend Enterprise Manager网络管理软件，可以实现有效、完善的网络监测和管理。
可扩展性及投资保护
网络设备性能优良，能够适应网络和应用扩展的要求。SuperStack II系列交换机和CB3500核心交换机都具备一定的端口扩展能力，可以适应未来技术的发展和变化。
国家气象中心业务网络自建成以来，设备运行稳定、可靠。通过有效的网络管理和维护手段，保证了各项实时业务的顺利运行，并且通过网络设备的更新和网络结构的优化大大提高了传输数据的时效性。
国家气象中心业务网络总体构架形成于1996年，目前采用3Com CoreBuilder 3500线速第三层交换机作为网络的核心交换设备构成FDDI主干，为两台巨型机和一台并行计算机提供FDDI连接，在局部网络中使用了千兆以太网、快速以太网和FDDI交换技术。
网络环境和设备连接状况
国家气象中心业务网络主干由两台CB3500交换机构成，采用FDDI Trunk 技术，介质为多模光纤。FDDI Trunk包括两个FDDI SAS端口，可以实现负载均衡，而且又克服了SAS（单连接）的冗余性差和DAS（双连接）连接速度低的问题。当Trunk中的任何一个FDDI端口失效时（包括传输介质故障）网络流量自动切换到另一个端口中，时间远远小于Spanning Tree的切换时间。在FDDI Trunk上配置802.1q VLAN，实现整个楼层网络内VLAN的灵活配置。构成网络主干的同时，核心交换机也负责整个业务网络中所有IP子网之间的路由。由于CB3500有着每秒400万个包（4million pps）的线性路由性能，与传统路由器每秒几万个包的性能相比有极大的提升，所以更能满足业务需求。而且CB3500交换机还提供了丰富的包过滤和优先级设置功能，可以进一步增强网络的安全性以及适应不同网络应用的需求。
业务网络从逻辑上共分为三个主要部分，分别是核心计算机区、边缘用户接入区和互连区。区域的划分是根据业务性质来进行的，一般每个区域分配在一个独立的VLAN中，由核心交换机来实现各个VLAN之间的路由。三个逻辑区域的具体内容如下：
核心计算机区
核心计算机区包括2台CRAY巨型机和IBM SP、SP2并行机以及Alpha通讯计算机，连接到2台核心交换机提供的三个FDDI交换环中。根据原有网络的IP地址设置和使用方式，将FDDI端口分配到2个VLAN中。由CB3500通过IP协议的路由来实现VLAN之间的通信。
边缘用户接入区
根据业务性质以及用户在楼层的物理分布，构造3个主要的边缘用户接入区。通过边缘交换机、集线器等设备将各个区域中的用户上连到核心交换机中，实现路由及与全网的互通。
互连区
由路由器实现国家气象中心业务网络与Internet和其他有关单位的网络互连。由于在业务系统中使用了基于DECNET协议的网络应用，所以需要使用传统的路由器，以获得对DECNET协议的支持。
网络中采用的主要技术
国家气象中心业务网络通过升级和改造，不仅使网络的性能和可靠性获得较大的提升，而且各种新的网络技术的应用更有利于提高网络的管理和监控能力。
以太网/快速以太网交换技术
以太网交换技术能够在网络基础设施（如布线系统）和网络结构不做较大改动的前提下，有效提高网络的带宽。VLAN和优先级控制两项技术是以太网交换技术最具有生命力的部分。以太网的优先级有两种，分别是被称为CoS（Class of Service）的第二层优先级和称为QoS（Quality of Service）的第三层优先级。802.1p标准实现了CoS优先级控制，RSVP（Resource Reserve Protocol：资源预留协议）实现了端到端的QoS优先级控制。这两种优先级控制手段在CoreBuilder 3500核心交换机中均得到支持。
第三层交换
随着企业内部应用的增加，在传统的通过路由器互联和分割的网络中，转发性能差的传统路由器越来越成为网络的瓶颈。第三层交换设备可以保证在不改变IP编址方式和网络连接方式的前提下消除网络中的路由瓶颈，并且实现第二层交换所无法提供的第三层包转发和过滤能力。CB2500和CB3500都是具有第三层转发能力的以太网交换机，为传统的网络向快速转发的无瓶颈网络过度提供了有效手段。
FDDI交换技术
传统的FDDI连接是通过FDDI集中器将FDDI设备连接到一个FDDI环路中。环路中所有的设备共享一个令牌（Token）和信道，在没有取得令牌时无法占用信道进行传输。在CB3500交换机中使用FDDI交换技术，每一个FDDI端口为一个独立的交换式FDDI环路，供通过该端口连接的设备使用。交换式FDDI技术同样提高了网络带宽，使FDDI网络多路同时传输成为可能。
SNMP/RMON/RMON2网络管理和监测技术
SNMP是传统的网络管理技术，但是它本身具有占用网络带宽大、实时性不强等缺点。在以太网环境中RMON（Remote Monitor）和RMON2技术改善了网络监测的性能。通过使用硬件的探针（Probe）和后台的信息收集软件，能够比较及时地收集和分析网络运行中的各种问题，具有实时性强、占用带宽小等特点。3Com SuperStack 系列以太网交换机都内置了RMON的能力，同Transcend网络管理软件配合使用，能够及时了解网络的运行状况。CB3500第三层交换机在支持RMON的同时还支持RMON II，可以更好地分析评测网络的性能。
网络的监控体系
在国家气象中心的业务网络中，为了保证网络系统能够24*365不间断地运行，采用了比较有效的管理、监控和报警及故障处理三级体系：
建立完善的网络档案
在日常的管理和维护工作中，建立了一整套完善的业务网络档案，为网络优化调整和查找排除故障提供了直接的依据。网络档案包括以下内容：
* 网络物理连接和走线图
* 网络节点的IP地址表以及MAC地址对应表
* 网络设备配置清单
* 路由设备的路由表信息
网络设备和重要节点的状态监测
使用3Com Transcend for Windows网络管理软件，为24小时值班的机房操作人员建立简明的状态监测和报警系统，当屏幕显示设备产生故障时及时通知网络维护人员进行故障处理。在Transcend for Windows网络管理软件中，可以根据需要将所有需要监视的重要设备和节点都以图标的形式显示出来，用颜色代表其状态。当某个图标转变成表示故障发生的颜色时，表示该设备或相关连的网络连接出现问题，需要通知维护人员进行处理。网络管理软件采用主动轮循的方式来检查网络的连接和设备状态，每15分钟检查一次，时间长短可以根据需要和实际情况设置。
自动故障记录手段
当操作人员发现故障后通知网络维护人员。网络管理软件同时保留了设备发生故障的时间，供判断、分析和排除故障时参考。
在日常的网络管理和维护中，网络管理人员可通过Transcend Enterprise Manager网络管理软件并且结合HP OpenView的功能，能够有效的监测网络拓扑结构及其变化、查看SNMP的Trap信息、网络的故障报警信息和网络工作情况（RMON）等，还可以实现对网络中所有3Com网络设备的集中统一管理，并且进行诸如系统软件升级等工作。对于网络设备的某些配置也可以在网络管理软件中方便地进行修改。
由于采取了以上措施，保证了国家气象中心业务网络的可靠稳定运行。
网络的优势和特点
透明升级
通过引进CB3500交换机将传统的网络升级到消除网络瓶颈的线速路由网络，极大地提高了网络的交换能力和端口接入密度。并且所有的切换和升级工作都是对用户透明的，不影响实时业务的运行。
高可靠性
核心网络设备具有多级的容错机制，网络主干又采用了非常可靠的FDDI Trunk技术，整个网络的拓扑结构清晰、简明，网络中不存在故障孤立点。所有重要的网络节点，如巨型机，都采用了FDDI DAS双连接，所以整个网络具有很高的可靠性。
采用多项基于标准的网络技术
SuperStack II系列交换机以及CB3500交换机的使用，使得网络中支持IEEE 802.1 q与802.1 p标准，可以进行全网的VLAN划分以及优先级控制。CB3500交换机还支持RSVP，能够实现端到端的服务质量。
先进和完善的网络管理手段
利用网络设备内置的SNMP、RMON、RMON II能力，配合Transcend Enterprise Manager网络管理软件，可以实现有效、完善的网络监测和管理。
可扩展性及投资保护
网络设备性能优良，能够适应网络和应用扩展的要求。SuperStack II系列交换机和CB3500核心交换机都具备一定的端口扩展能力，可以适应未来技术的发展和变化。
国家气象中心业务网络自建成以来，设备运行稳定、可靠。通过有效的网络管理和维护手段，保证了各项实时业务的顺利运行，并且通过网络设备的更新和网络结构的优化大大提高了传输数据的时效性。