卓越TSC工業以太網在南水北調中的應用

　　南水北調就是把長江流域的水通過輸水系統引到北方缺水地區，按照規劃，南水北調將分為東線、中線、西線三條引水線路，有計劃、分步驟地實施，東線是從長江下游取水，通過揚水泵站，逐級北送到山東、河北等地，中線是從長江支流的漢江取水，沿京廣線自流到北京、天津，西線是從長江上游引水到黃河上游，南水北調是作為解決中國北方水資源短缺的特大型工程。

　　南水北調是繼三峽工程之后，我國又一個重大的國土建設工程，它對中國社會進步和經濟持續發展的意義甚至超過了三峽工程。這一浩大的工程，對于我們提高資源綜合利用效率、合理配置資源、增強環境意識和社會公益責任感，都提出了更高的要求。南水北調，是一項跨流域的宏偉工程，旨在緩解北方水危機，實現南北經濟齊飛，其深遠意義為世人矚目。

　　南水北調中線工程以解決沿線100多個城市生活和工業用水為主要供水對象，兼顧農業及其它用水，建成以后經濟效益和社會效益巨大?？缌饔蛘{水工程是人類運用現代科學技術，改造自然，改變人類生存環境，保護生態平衡和促進經濟發展的偉大壯舉。南水北調工程的興建對華北的經濟環境、生態環境以及社會環境都將帶來巨大的改善，并帶動全國經濟和社會的持續發展與穩定。

二、系統要求

　　南水北調東線第一期工程調度運行管理系統下設12處分中心，江都分中心是其中的一處分中心，江都站工程管理處的調度控制管理系統向上需鏈接江都分中心，向下要鏈接變電所、一站、二站、三站、四站、西閘、東閘和芒稻閘8個站點，為江都站各工程站點實施調度、控制、管理提供平臺，支持與已建網絡系統（江蘇省防汛調度計算機網絡）的互連 。根據江都站系統總體要求，我們在組網方案中主要考慮以下幾個方面：

　　1. 系統設計充分考慮多個業務子系統的系統特點，技術上遵循先進性、實用性與成熟可靠性并重的原則，形成一整套功能齊全的組網解決方案。

　　2. 網絡設備選用國際知名品牌，并在水利行業有成功應用

　　3. 因網絡規模龐大，組網方案采用清晰的多層結構，從最根本的網絡結構設計上簡化網絡的維護及管理，實現故障點的快速分離及明確，確保系統的穩定運行。

　　4. 組網方案自身必須具備一定的故障排除及快速自愈功能，能夠針對設備故障、鏈路故障進行自我診斷及快速排除，并實時報警。

　　5. 對網絡進行人工維護、擴容、或故障修復時應該做到影響最小化，做到維護及擴容對系統運行無影響;故障修復只對相關網絡設備的連接終端有一定的影響。

　　6. 網絡設備選擇采用具備高實時性和穩定性的工業級設備

　　7. 組網方案必須能夠具備快速故障分析及排除的功能。

　　8. 組網方案必須具備兼容性，能夠無縫連接不同廠商的網絡設備，具備高性價比。

三、網絡拓撲結構圖

　　根據江都站網絡系統的需求，并結合水利行業的一些特殊應用，組網方案采用卓越TSC工業級交換機產品組成如下總體系統結構圖（主要設備及連接示意圖）。

　　關于網絡拓撲圖總圖的說明

　　1. 清楚的層次分析，三層網絡結構設計，各業務段分工明確

　　2. 采用光纖組成的快速以太網環形拓樸結構，采用三層環網交換機，分別構建東西兩個千兆工業環網;

　　3. 東環網由三站、四站、東閘、變電所組成，西環網由一站、二站、西閘、芒稻閘組成

　　4. 三層環網交換機環網協議保證環內站點發生故障時在50ms內收斂，實現各環節點的有效冗余和數據傳輸的高度實時

　　5. Trunking（端口捆綁）技術分別上聯（采用兩個千兆端口），增大環內數據上傳的帶寬，實現上聯鏈路的冗余和備份

四、方案優勢

　　1. 此系統設計方案充分考慮了多個業務子系統的系統特點，技術上遵循先進性、實用性與成熟可靠性并重的原則，通過TSC PT32三層千兆工業冗余環網交換機形成一整套功能齊全的組網解決方案。

　　2. 由于此網絡規模龐大，組網方案采用了清晰的多層結構，從最根本的網絡結構設計上簡化了網絡的維護及管理，實現故障點的快速分離及明確，從而確保系統的穩定運行。

　　3. 組網方案中的三層環網交換機環網協議保證環內站點發生故障時在50ms內收斂，實現各環節點的有效冗余和數據傳輸的高度實時，并可以通過工業交換機的專業網絡管理軟件TSC autosniffer，能夠觀察網絡上任何一個節點的設置并能夠針對設備故障、鏈路故障進行自我診斷及快速排除，實時報警。

　　4. 此網絡方案設計已經最小化進行人工維護、擴容、或故障修復時對網絡的影響，在維護及擴容時對系統運行無影響。

　　5. TSC PT32三層千兆工業冗余環網交換機是高實時性和穩定性的工業級設備。

　　6. 此網絡方案中采用的TSC PT32三層千兆工業冗余環網交換機具備非常優秀的兼容性，能夠無縫連接不同廠商的網絡設備，具備非常高的性價比。

五、TSC PT32三層千兆工業冗余環網交換機特點

　　無阻塞全線速的二/三層轉發及路由功能

　　可提供多種速率的以太網接口

　　環網保護能力實現毫秒級的網絡快速恢復

　　配合對TSC™ Platina系列產品統一管理的SNMP管理軟件TSC™ AutoSniffer，提供強大且完備的網管功能

　　1、二層特性

　　存儲轉發（Store and forward）交換方式

　　背板帶寬26G，交換容量12.8G，包緩存容量32M，MAC地址轉發表16K

　　全雙工模式下提供IEEE802.3x流控功能（Flow control），半雙工模式下提供背壓流控功能（Back-pressure flow control）

　　支持端口聚集（Port Trunk），最多支持28個聚集組（Trunk Group），每個組中最多可以包含8個端口

　　支持多種生成樹協議，包括IEEE802.1D/IEEE802.1W/IEEE802.1S

　　支持端口與MAC地址綁定，提供廣播風暴抑制功能

　　支持IGMP Snooping組播偵聽，支持GMRP協議

　　支持基于數據流和基于端口的帶寬控制，最小控制步長為64Kbps

　　支持基于IEEE802.1Q tag-base VLAN和基于端口port-base VLAN，支持1-4096VLAN ID，支持GVRP協議

　　支持QoS策略，基于IEEE802.1p標準可提供8個優先級隊列，支持Diffserv區分服務。

　　支持IEEE802.1x用戶認證和Radius協議

　　支持N:1端口鏡像

　　2、三層特性

　　4K三層主機表，16K路由轉發表

　　支持靜態路由、RIP v1/v2及OSPF v2協議

　　支持IGMP和PIM-SM等組播協議

　　支持基于IP及協議的ACL訪問控制列表

　　支持2～7層的流量過濾，防御病毒攻擊

　　支持DHCP server和DHCP relay

　　支持虛擬路由器冗余協議VRRP

　　3、管理特性

　　提供RS-232控制端口（console port）命令行（CLI）網管

　　支持通過TELNET方式進行遠程命令行（CLI）網管

　　支持遠程WEB方式進行遠程圖形化（GUI）網管

　　支持SNMP管理，支持RNOM第1，2，3，9組

　　支持集群網管

　　4、冗余特性

　　具備毫秒級的環網冗余保護

六、結束語

　　南水北調江都站改造完成后，自動化控制水平明顯提高，完全保證了網絡監控的需要。系統高度的可靠性和直觀簡易的操作性大大節約了人力成本。該系統建成后運行可靠，生產效率明顯提高，也為南水北調其它站網絡監控提供了寶貴的運行經驗?？傊S著自動化的不斷發展和工業網絡技術的不斷積累，水利監控將向更加智能化、合理化和人性化趨勢發展。