多链路传输策略的研究与应用 一条链路传输带宽为2mbit/s

　　摘要：该文以VRRP、BFD、NQA及Track技术为基础，结合气象网络业务流量和业务流种类迅速增加的实际业务特点，设计了符合气象的多链路传输原则及策略。阐述该策略在广东省气象网络系统中的应用实现，并经过网络连通性、策略路由和链路切换等实践，对多链路传输策略进行了验证，在实际业务中也得以应用和推广。
　　关键词：传输策略；BFD；VRRP；NQA；负载均衡
　　中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)18-4363-04
　　Research on Application of Meteorological Multilink Transmission Strategy of Province-city
　　SUN Peng, CHEN Xiao-yu, ZHANG Yong-hua, LI Yong-sheng
　　(Meteorological Information Center of GuangDong , Guangzhou 510080, China)
　　Abstract：In this paper, consider business characteristics of rapid increase of meteorological network business flow and flow types of actual business, base on VRRP BFD, NQA and Track technology, designed Multi-link transmission principles and strategies to meet meteorolog? ical. Illustrate the application and implementation of the policy in Guangdong meteorological network system, and the practice of network connectivity, policy routing and link switching, multi-link transmission strategy to be applied in the practical business and promotion, also be applied in the practical business and promotion.
　　Key words: transmission strategy; BFD; VRRP; NQA; Load balancing
　　针对于当前的业务应用来说，广东气象广域网络在带宽上可以满足，但是对于网络的高可用性，业务扩展能力而言有些局限。随着业务的增加，数据量变得越来越大，同时对时效性的要求也越来越高，这势必会对气象网络系统提出新的要求，不仅要求增加网络带宽和网络链路，实现多链路网络系统，还要求能够达到负载均衡（业务分流，保障关键应用）、多链路自动切换冗余热备份等功能，进一步提高网络系统的稳定性和可靠性。为此，研究气象多链路网络的传输策略显得尤为重要。
　　当前很多气象局的网络系统都具有多条链路，而对气象多链路网络传输策略的研究还比较少，主要有喻辉[1]所做的相关工作，但文献[1]中主要是论述单一技术（VRRP技术）在气象网络系统中的应用。该文在阐述气象网络现状、气象多链路的基础上，深入分析常用传输策略，结合气象业务特点提出气象网络传输策略的制定原则，设计适合广东气象网络特点的传输策略，将该策略实际应用在广东气象的网络系统中，并通过连通性测试、业务分流测试和链路冗余测试，验证了该策略设计的正确性与可行性。
　　 1气象多链路概述
　　1.1网络现状
　　广东气象广域网络系统为省-市-县三级，省市网络是基于MPLS VPN[2]的宽带网络系统，中心端为100Mbps接入，各分节点为10Mbps接入。
　　中心端以1台核心路由器通过GE[3]连接至运营商线路和骨干交换机。
　　分节点有1台多业务路由器，连接内网交换机相和运营商。
　　由于只有一条MPLS-VPN广域网络，只能采取传统拨号方式（33.6kbps）作为备份通信手段，只能传输传统的气象观测报文，大量数据无法传输，不能满足气象数据的实时性要求。
　　系统结构如图1所示。
　　1.2多链路传输
　　对当前运营商提供的主流宽带广域网传输方式进行了对比，MSTP做为一种新而且成熟的通讯技术，既有可平滑扩展的的能力，又具有二层链路的高安全高时效等特点，具有较高性价比，因此选择作为本单位第二路广域网线路。
　　 2传输策略研究
　　2.1传输策略
　　1）VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由器冗余协议）技术[4]，两台路由器通过该协议虚拟实现高可用性。主备路由器由选举机制决定。
　　VRRP作为容错协议[5]，既提高可靠性，也简化了系统结构。解决单台路由器故障后自动切换至良好路由器继续提供链路的问题，大大减少了单一链路设备故障时造成的网络中断时间。
　　2）Track技术，用于实现联动功能[6]。包括应用模块、Track模块和监测模块三个方面，模块之间建立联动项，检测模块检测到事件后，Track模块触发应用模块执行动作。
　　3）BFD与NQA
　　BFD（Bidirectional Forwarding Detection，双向转发检测）[7]是快速故障检测机制，可以快速检测链路连通状况[8]。
　　NQA（Network Quality Analyzer），网络质量分析[9]。以发送网络测试报文的方式，对性能、网络服务及其质量进行分析，提供时延、抖动、速率等参数。2.2传输策略原则
　　网络传输控制性能研究中常考虑的主要原则有[10]：网络的整体效率性能、服务质量要求、公平性。（1）吞吐率尽可能高；（2）服务质量QoS要求包括带宽的合理分配，队列的优先等；（3）参照比例区分模型[11]，根据QoS需求，按合理比例对带宽资源分配。
　　上应用。由于IP地址规划清晰，采用源地址目的地址做策略路由的方式实现分流。
　　以视频应用为例，将视频应用的地址段，或者主机地址，通过ACL建立匹配规则[13]来区分视频应用与非视频应用。在策略路由中选择MSTP线路的对端路由器对应对口IP作为路由网关。
　　3）双链路的快速切换
　　在某一条广域网络出现故障时，快速的将网络上的业务切换至另一条正常网络，不至于对业务造成影响。
　　实现：在路由器中配置NQA和BFD，分别监视对端路由器端口地址和本地端口。在各个静态路由和策略路由中配置Track联动，在NQA与BFD中定义监视条件，考虑到路由器的资源，适当放松侦测时隙至秒级。
　　分节点惠州与中心省局链路如下：
　　1）分节点（惠州）至中心（省局）方向：
　　①无故障：
　　视频应用：分节点5040à中心6608_2à中心6608_1àFireWallà中心Switch Aà中心Switch B。
　　非视频应用：分节点5040 -->中心6608_1 --> FireWall -->中心Switch A-->中心Switch B。
　　②演绎单链路故障
　　演绎途中MSTP链路故障：
　　视频应用：分节点5040 -->中心6608_1 --> FireWall -->中心Switch A-->中心Switch B。
　　非视频应用：分节点5040 -->中心6608_1 --> FireWall -->中心Switch A-->中心Switch B。
　　2）中心（省局）至分节点（惠州）方向：
　　①无故障
　　视频应用：中心Switch B -->中心Switch A --> FireWall -->中心6608_1 -->中心6608_2 -->分节点5040
　　非视频应用：中心Switch B -->中心Switch A --> FireWall -->中心6608_1 -->分节点5040
　　②演绎MPLS-BPN链路故障：
　　视频应用：中心Switch B -->中心Switch A --> FireWall -->中心6608_1 -->中心6608_2 -->分节点5040
　　非视频应用：中心Switch B -->中心Switch A --> FireWall -->中心6608_1 -->中心6608_2 -->分节点5040
　　效果测试
　　通过测试，确认策略配置的正确性和对网络的连通性进行确认。包括硬件测试、网络连通性测试、业务分流测试和链路冗余测试，其结果表明该文设计的传输策略能够满足实际业务需求，取得较好的效果。