１业务接入
铁路视频、ＧＳＭ－Ｒ／ＧＰＲＳ等彼此独立的业务设备ＣＥ（用户边缘设备），可共用数据网ＰＥ（供应商边缘设备），通过在ＰＥ上部署ＶＰＮ实例，实现各业务相互隔离，并独享各自的路由表和地址空间。通常根据业务需求及接入地点、协议、设备类型等因素，选用不同的接入方式，以实现业务安全及流量保证。
１．１业务接入方式分类
１．交换机二层单归属接入。业务交换机作为ＣＥ设备，接入１台ＰＥ设备，采用静态路由，在数据网ＰＥ上与交换机互联端口对不同的业务配置子接口，绑定ＶＰＮ实例并终结ＶＬＡＮ（虚拟局域网），各终端的网关地址为ＰＥ设备子接口地址，同时在ＶＰＮ实例中引入接口地址或发布业务路由。２．交换机／路由器三层双归属接入。在服务器侧业务接入多采取如图１所示的双归属接入，用户的１台或２台ＣＥ接入２台ＰＥ，路由协议配置静态或ＥＢＧＰ（外部边界网关协议），完成数据路由交换。ＰＥ与ＣＥ间路由协议采用ＥＢＧＰ时，为保证一个方向中断后业务畅通，２台ＣＥ间也需建立ＩＢＧＰ（内部边界网关协议）邻居关系。根据规范，路由器向ＩＢＧＰ邻居发送从ＥＢＧＰ学习来的路由时，并不改变下一跳的地址。例如ＣＥ１向ＣＥ２发送从ＰＥ１学习来的ＶＰＮ路由时，下一跳仍为ＰＥ１与ＣＥ１的接口地址，而此时ＣＥ２没有到此接口的路由，就不会将从ＣＥ１学习到的ＶＰＮ路由加入自己的路由表，当ＣＥ２和ＰＥ２之间链路中断时，双归属的冗余链路就起不到保护作用。所以，必须在ＣＥ１与ＣＥ２互相建立邻居时，增加ｎｅｘｔ－ｈｏｐ－ｌｏｃａｌ参数，强制将路由的下一跳改为ＣＥ１或ＣＥ２本身。
１．２业务接入方式选择
按照业务接入重要性，在各车站一般采用单归属方式。交换机充当二层使用，采用静态路由，配置简单，可以充分利用交换机多端口的优势，接入综合视频、旅客服务等不同业务。而在铁路局侧针对各业务系统服务器，接入层故障会造成全局业务的彻底中断，应通过双归属方式接入，保证单台设备或单个链路中断时业务运行正常。根据业务接入设备的不同，若交换机充当ＣＥ，特别是由数据专业维护时，双归属接入常采用静态路由，在２台ＰＥ上分别配置业务ＶＰＮ实例，同时启用ＶＲＲＰ（虚拟路由冗余协议）实现业务的冗余保护；若接入设备为路由器，路由协议采用ＥＢ－ＧＰ，ＰＥ在互联接口绑定ＶＰＮ实例，与ＣＥ设备建立ＢＧＰ邻居，通过高层路由协议完成路由选路。
２业务接入的安全保障
相比于核心层的网状结构以及路由协议的支持，数据网接入层的故障对业务的畅通影响更大，日常维护中也容易忽视，加之各业务系统开通时条件所限，采取有效的手段保证接入层的网络安全成为网络优化的重要工作内容之一。
２．１消除二层环路的影响
在二层交换网络中，一旦存在环路就会产生广播风暴，造成网络不可用。虽然可以通过ＭＳＴＰ（多生成树协议）实现ＶＬＡＮ内消除环路，但配置较为复杂，增加了维护的难度。因此，在网络设计中可通过星型连接交换机的接入，按业务划分ＶＬＡＮ，交换机之间配置为ＴＲＵＮＫ连接，避免二层环路，同时可以捆绑聚合链路以提高可靠性。另外，可以在类似于提供时间同步业务的交换机（每个端口只与时间同步服务器端口有数据交互需求）上配置端口隔离，以杜绝业务之间的相互影响。例如，郑西等３条高铁线路视频监控业务均由铁路数据网承载，各线分别规划了监控中心服务器的接入地址，采用单归属二层交换机接入方式。其中，某个视频业务因开通时为独立运行，交换机未做配置也并未发现有什么影响，而后期视频监控与动环监控系统有联动需求，各系统又均需接入时间同步交换机，以实现系统时间的校准，因此在动环和时间同步调测时，采取了各自业务交换机与视频交换机简单互联，在服务器网卡配置第２地址的方式与其他视频系统互通，结果接入网络就形成了环路，产生网络风暴，造成各业务均无法正常工作。为此需要重新配置交换机ＶＬＡＮ以及端口隔离，消除环路的影响。
２．２采用ＶＲＲＰ（虚拟路由冗余协议）
ＶＲＲＰ是一种容错协议，将几台路由设备联合组成一台虚拟的路由设备，局域网内的主机只需知道该虚拟路由器的ＩＰ地址，并将缺省网关设置为该ＩＰ地址，就可以与外部网络进行通信。ＶＲ－ＲＰ将该虚拟路由器动态关联到承担传输业务的物理设备上，当物理设备出现故障时，再次选择新设备来接替传输工作，整个过程对用户完全透明，实现了内网和外网不间断通信。当服务器通过单台或双台交换机以二层方式双归属接入２台ＰＥ设备时，多配置此协议。
２．３实现链路故障的快速监测
２．３．１冗余链路或设备问题为了减少设备故障对业务的影响，常设计冗余链路或者２台设备接入，以提高网络的可用性。但存在以下几种情况，使设备不能尽快检测到与相邻设备间的通信故障，造成冗余失效。１．二台数据设备由传输设备提供的以太网接口（或Ｅ１＋协转）建立的２条主备链路互联，当本地设备或接口故障时，因为对端设备与传输设备或协转互联的接口依然为Ｕｐ状态，在无其他协议支持的情况下，对端不会引发切换而造成数据丢失。例如，太中银线开通时，因兰州核心网未建成，全线的ＧＰＲＳ业务由西安核心网承担。ＧＲＩＳ（ＧＰＲＳ接口服务器）设备设置于兰州调度所，与西安核心网通过２条“Ｅ１＋协转”方式建立的主备链路互联，按照原铁道部《ＧＳＭ－Ｒ数字移动通信应用技术条件第九分册数据传输应用接口及设备》要求，ＧＲＩＳ以二层方式接入，不配置路由协议，当传输通道故障时主备链路不倒换，造成业务中断。２．数据设备通过光纤相连。当单根纤芯故障时，发送侧设备不能监测到链路单通的问题，会造成业务中断。３．链路承载重要业务或大流量业务时，虽然可以通过路由协议Ｈｅｌｌｏ机制检测故障，但最快监测也只能秒级。对于高速数据传输或时延敏感的业务，超过１ｓ的延迟也是不能接受的。２．３．２ＢＦＤ方式实现链路故障快速监测ＢＦＤ（双向转发检测）用于快速检测系统之间的通信故障，并在出现故障时通知上层应用。ＢＦＤ的检测机制是２个系统建立ＢＦＤ会话，并沿它们之间的路径周期性发送ＢＦＤ控制报文，如果一方在既定时间内没有收到ＢＦＤ控制报文，则认为链路发生了故障。ＢＦＤ的应用如下。１．无论接口有无ＩＰ地址，都可以进行单跳（直连链路）监测或者多跳（经过多个网络设备）监测，并可以与接口状态关联。２．ＢＦＤ单臂回声功能。在２台直接相连的设备中一台不支持ＢＦＤ功能，只支持基本的网络层转发。可以在支持ＢＦＤ功能的设备上创建单臂回声功能的ＢＦＤ会话，并主动发起回声请求功能，另一台设备接收到该报文后直接将其环回，从而实现转发链路的连通性检测功能。３．ＢＦＤ还支持ＶＲＲＰ、静态路由以及ＩＳ－ＩＳ、ＯＳＰＦ、ＢＧＰ等路由协议。在与路由协议配合使用时，ＢＦＤ收集链路的状态，及时将链路故障的状态通知路由协议，缩短路由协议的收敛时间至毫秒级。华为设备不必在互联接口配置ＢＦＤ链路监测，只需在配置中打开ＢＦＤ功能。例如ＢＧＰ协议中的ＢＦＤ应用，只需在建立邻居时增加一条“ｐｅｅｒｘ．ｘ．ｘ．ｘｂｆｄｅｎｂｌｅ”即可。
３结束语
目前信息技术正全面向ＩＰ化发展，多网融合（ＡｎｙｔｈｉｎｇＯｖｅｒＩＰ）更是信息化发展的方向，铁路数据通信网必将承载更多的业务。通过细化组网设计、配置冗余链路，并通过安全保障的协议支持，数据承载的安全性必将大大增强。同时重要业务系统的设计也应考虑冗余备份，采用分布式的数据处理，通过不同物理实体接入，最终保证系统的安全可靠。
作者：王永峰 李红娟
