铁道部运输管理信息系统网络建设

文章作者 100test 发表时间 2008:03:31 11:30:29
来源 100Test.Com百考试题网

综述

　　随着中国经济的蓬勃发展，铁路运量大幅度增长，要求铁路运营管理从经验管理过渡到现代化管理。管理人员需要有一个完整的信息系统来获取及时、准确、完整的信息，提供决策支持。TMIS网络采用了先进的第三层交换技术、ATM技术、快速以太网技术构成网络核心，形成了一个覆盖全国的庞大的网络系统。

　　关键技术与解决方案

　　TMIS网络系统以铁道部机关ATM主干网为中心，并与全国12个大型路局、58个分局联网，覆盖了全国各地的两千多个车站、段。铁道部机关ATM主干网中使用了6台3Com公司的CoreBuilder 7000HD高密度主干交换机，CoreBuilder 7000HD的主要特征是一个5.0Gbps主干网引擎，利用高密度8端口的接口卡，该交换机可提供多达32个非阻塞式155Mbps端口的容量。由于CoreBuilder 7000HD交换机带有一个增强型处理器，具有较快的信令速率、扩展的内存以及高性能的局域网仿真服务，是一个完整的基于标准的ATM解决方案。采用ATM网络方案主要是为了满足质量要求较高的多媒体传输的需求，如语音、图像及将来的视频会议等。二级主干及工作组网络则选用了CoreBuilder 3500第三层交换机和边缘交换机SuperStackⅡSwitch3300，并采用了楼内双机冗余备份、楼间冗余链路连接的方式，这样既提高了可靠性，同时也起到了负载均衡的作用。路局和分局局域网也选用了3Com的全线网络产品，包括第三层交换机CoreBuilder 3500和边缘交换机SuperStackⅡSwitch3300、HUB及网卡等产品。TMIS实际上是将原来独立的小网统一到一个分层的、大的物理网络中，之所以选择第三层交换，主要是解决大型网络中的性能、可靠性和安全保密问题。CoreBuilder 3500交换机使用先进的分布式ASIC＋RISC技术，提供了线速的第二层和第三层通信能力，总的数据吞吐量可以超过每秒四百万个包。由于使用了基于策略的服务机制，支持服务质量(QoS)、服务类别(CoS)，使用动态流量分类的PACE技术和资源保留协议(RSVP)，该交换机可以支持实时的多媒体网络通信，能更有效地提高吞吐率、减少时延和确保安全。同时由于交换机、HUB、网卡采用了统一的系统环境，使交换机的性能得到了很好的发挥，在以太网环境下即可支持图像传输，很多情况下，交换机的性能因终端不一致而不能充分发挥出来。


　　网络的安全


　　在大型网络中，尤其对TMIS这样一个庞大的运输管理信息系统，安全性是非常关键的。CoreBuilder 3500第三层交换机支持安全级别及虚拟子网的划分。考虑到一个部门可能分散在不同楼内，在3500交换机中虚拟网络的划分不是按所处的位置，而是按应用部门划分虚拟子网，而且每个子网的安全级别不同，允许安全级别高的部门对安全级别低的进行访问，反之则不能。这样不仅可以使信息按部门流转，使流量控制得以实现，同时也起到了安全隔离的作用。如果由集中路由处理也可以实现虚拟子网划分，但存在两个问题：一是干线冗余太大，二是广域网、局域网路由由一台路由器实现，不能实现分层管理。另外3COM的设备具有防盗功能，可通过网管将未用的接口禁止掉，避免通过协议分析仪对网络的攻击，防止机密信息泄漏。


　　网络的管理


　　TMIS是一个大型的网络系统，对网络的管理是非常重要的环节，由于TMIS系统非常庞大，为了更好的监督网络运行情况，由铁道部、路局、分局组成了三级分布式的网管处理系统，实现了分层管理。由分局做为基本管理点对各车站的网络运行情况进行监控管理，而铁道部、局则通过分局了解各站的情况，每个网管站有各自的网管权限，处理各自的问题。网管平台则选用了Sun公司Sun Net Manager智能网管系统。并在该平台上运行了3Com的Transcend Enterprise Manager等网管应用软件。传统的网管系统中出现问题后，常规的方法是通过查询找到问题及解决问题的办法，而基于神经元的智能网管可通过将常规的工作方法定义成逻辑关系，并通过开发训练，在网络上自动实现。


　　部分相关产品


　　CoreBuilder 7000 HD ATM交换机

　　CoreBuilder 7000 HD平台是在网络核心和边界实现高性能ATM交换的高功能、单机箱解决方案。CoreBuilder 7000 HD平台是同类产品中的最高容量交换机，其特点是5.0Gbps的交换引擎和大容量的缓冲存储器，可在所有接口上提供不间断的传输。

　　CoreBuilder 7000 HD交换机是大型网络核心理想的ATM主干设备。该平台最多可支持8个OC-12c/STM-4622Mbps ATM端口，或32个OC-3c/STM-1 155Mbps ATM端口，能够把网络边界处各个部门交换机和工作组交换机的ATM级联起来且绰绰有余。

　　对于集中式服务器群，CoreBuilder 7000 HD交换机提供的高密度接口（OC-3c/STM-1 ATM接口和Fast Ethernet接口）使带宽密集型的企业服务器在直接连接ATM主干时有灵活的选择余地。


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　　用 户 背 景


　　在我国铁路运营管理中计算机的应用已有三十多年的历史，但由于早期计算机硬软件发展水平较低，各种应用分散开发，缺少统一规划，造成低水平的重复开发，信息共享水平低，发展不平衡，总体上不能形成一个完整的系统。在这种背景下，铁道部提出了建设铁路运营管理信息系统（OIS）的设想，其核心就是运输管理信息系统（TMIS）。TMIS包括四大部分：中央数据库系统，站段系统，部、局、分局应用系统和计算机网络系统，由网络系统将前三大部分联成一个整体。铁道部运输管理信息中心采用了3COM的方案为其建设运输管理信息系统（TMIS）。


　　专家点评


　　信息化建设已深入各行各业，铁路信息化更要深入发展，但每个行业都要力争做到集中统一规划，避免独立分级低水平应用及重复开发等现象。铁道部运输管理信息系统（TMIS）本次网络建设正是针对以往缺乏统一规划、分散独立的现象而进行的，使TMIS形成了一个统一的整体网络，对信息处理的实时准确有了保证。对于TMIS这样的系统来讲，在设计网络时，应该关注的问题有三点：第一是网络的带宽能否支持将来的多媒体应用，第二是网络必须具有QoS特性，以便为今后在其上运行数据、语音和视频等集成的信息提供保证，第三是网络的安全性。

　　网络的带宽能支持多媒体应用

　　本方案中主干网采用了ATM技术，这样可以提供足够的带宽，对于铁道系统要求传输质量较高的多媒体信息如语音、图像及视频会议等有了保证。事实上，因为多媒体信息会占用较多带宽且又会广泛应用于实际网络中，为了解决这一矛盾，除采用提供高带宽的ATM技术外，多媒体的大部分应用都需要采用多点广播机制来实现其具体操作，这就要求网络设备要支持多点广播技术，这样可以大大减少网络中的带宽占用，避免实际应用中的网络拥塞。本方案中3COM分布层交换设备可以实现多点广播技术。

　　网络必须具有QoS特性

　　对于TMIS系统传递的数据、语音和视频等信息必须准确，网络只有具备了QoS特性才能为这些信息的集成提供保证。本方案中CoreBuilder 3500交换机使用先进的分布式ASIC＋RISC技术，提供了线速的第二层和第三层通信能力，由于使用了基于策略的服务机制，支持服务质量(QoS)、服务类别(CoS)，使用动态流量分类的PACE技术和资源保留协议(RSVP)，该交换机可以支持实时的多媒体网络通信，能更有效地提高吞吐率、减少时延和确保安全。事实上，在很多情况下，交换机的性能因终端不一致而不能充分发挥出来，在本方案中由于交换机、HUB、网卡均采用了统一的系统环境，使交换机的性能得到了很好的发挥。

　　网络的安全性

　　随着网络的发展与普及，安全性已越发显得重要，本方案中根据实际情况采用了按应用部门划分虚拟子网的方法，这样避免了集中路由划分虚拟子网带来的弊端。

　　总之，TMIS在网络设计的几个方面很好的结合了实际的应用，相信TMIS系统的建成将取得明显的经济效益和社会效益。