多鏈路雙網(wǎng)卡數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

梁兆東 安旭東

【摘要】 受地震破壞的影響，地震現(xiàn)場通信和辦公環(huán)境受限，災區(qū)信息共享與交換不暢等因素嚴重影響著地震應急救援的效率。本系統(tǒng)采用一套雙通道物理線路，并搭建雙通道現(xiàn)場文件交換系統(tǒng)和現(xiàn)場辦公無線局域網(wǎng)，實現(xiàn)了各種通信鏈路靈活調(diào)用。同時，現(xiàn)場數(shù)據(jù)集中存儲、共享，以及離線交換。

關(guān)鍵詞：鏈路 應急 通信 共享 交換

Design and Implementation of Data Exchange System for Multi Link and Double Network Card Liang Zhao-dong，An Xu-dong（Seismological Bureau of Guangxi，Nanning 530022）

Abstract：Affected by the earthquake damage， the communication and the office environment are limited， the information sharing and exchange of the disaster area has a serious impact on the efficiency of earthquake emergency rescue. This system uses a set of double channel physical line， and set up the double channel field file exchange system and the field office wireless LAN， realizes each communication link flexible call. At the same time， the field data is stored， shared， and Off line switching.

Key words：Link Emergency Communication Exchange

隨著網(wǎng)絡通信技術(shù)的發(fā)展，我國地震災害緊急救援能力建設正向信息化、協(xié)同化方面快速推進。從地震應急的實踐經(jīng)驗來看， 地震應急指揮最主要的是要能夠及時完整地獲取災區(qū)的各類現(xiàn)場信息， 使指揮人員能夠隨著災區(qū)實際情況的不斷變化， 及時制訂和調(diào)整救災行動方案[1]。當破壞性地震發(fā)生后，由地震現(xiàn)場通信系統(tǒng)和文件交換與共享系統(tǒng)組成的現(xiàn)場辦公網(wǎng)絡環(huán)境，直接影響著災區(qū)應急指揮決策的高效開展。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)共享方式，各工作人員之間相互通過互聯(lián)網(wǎng)傳送，既占用現(xiàn)場有限的網(wǎng)絡資源，也不利于數(shù)據(jù)的集中管理與共享，還束縛了工作人員開展其他工作的靈活性。因此，優(yōu)化現(xiàn)場通信集成線路，提高數(shù)據(jù)共享與交換方式，對于提升地震災害緊急救援工作具有重要意義。

一、系統(tǒng)需求分析

由歷次地震現(xiàn)場的震害可知，在中等破壞性地震的震中區(qū)，有線通信網(wǎng)絡基本破壞，在應急期（幾天時間）內(nèi)難以恢復[2] （張毓豐等，2005）。目前，地震現(xiàn)場通信通常采用配備了衛(wèi)星通信、無線3G＼4G，以及短波等各項通信手段的應急指揮通信車作為通信保障。然而，3G通信的基站眾多，覆蓋面廣，一般偏遠地區(qū)地可使用，但其信道最高可為2Mb/s （兆比特每秒），容易影響數(shù)據(jù)的及時傳輸；4G通信具有超過2Mb/s的非對稱數(shù)據(jù)傳輸能力，對高速移動的用戶提供150Mb/s的高質(zhì)量的影像服務[3]，但覆蓋面主要集中在城鎮(zhèn)。當破壞性地震發(fā)生后，在現(xiàn)場有線通信短時間內(nèi)不能恢復的時候，現(xiàn)場通信面臨考驗：一是衛(wèi)星通信優(yōu)先用于保障前、后方遠程視頻會議，大量文件數(shù)據(jù)傳輸受限；二是現(xiàn)場無線通信環(huán)境復雜，卻急需進行前、后方交換的現(xiàn)場數(shù)據(jù)卻不斷增加。為此，需要根據(jù)實際需求，科學優(yōu)化、靈活應用各項通信手段，提升現(xiàn)場辦公網(wǎng)絡環(huán)境，并組建高效的現(xiàn)場數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)。

二、系統(tǒng)設計

2.1 系統(tǒng)總體組成

系統(tǒng)主要由雙通道鏈路、現(xiàn)場無線辦公局域網(wǎng)和雙網(wǎng)卡文件交換服務器等三部份組成。地震應急時，來自各單位的救援工作組集中到現(xiàn)場指揮部辦公，如采用單通道的3G或4G鏈路作為密集的前后方數(shù)據(jù)共享與交換，將很容易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象，傳輸數(shù)據(jù)等待時間長，影響現(xiàn)場辦公效率。因而，采用雙網(wǎng)卡文件服務器，并配備雙通道鏈路，即A、B兩套無線路由器，使得主要現(xiàn)場數(shù)據(jù)的進與出所走鏈路分開，提高傳輸效率。

2.2 組建雙通道的通信鏈路

系統(tǒng)設計兩通道鏈路減少現(xiàn)場網(wǎng)絡信道帶寬的影響，盡可能滿足應急通信服務需求。如圖1所示，鏈路A采用VPN虛擬隧道，虛擬私有IP地址，作為后方地震應急指揮部（遠端）獲取存共享在前方現(xiàn)場指揮部（近端）文件服務器的災情數(shù)據(jù)的獨立通道，保障后方地震應急指揮部可通過固定IP地址連接文件服務器，交換災情數(shù)據(jù)； 鏈路B作為前方地震現(xiàn)場應急指揮部無線辦公人員共享產(chǎn)出數(shù)據(jù)至文件服務器，以及對外連接互聯(lián)網(wǎng)搜索信息的主要通道。

2.3組建現(xiàn)場無線辦公局域網(wǎng)

根據(jù)不同影響的地震事件，現(xiàn)場應急指揮部將會集結(jié)來自不同單位的工作人員開展應急處置工作，如秘書協(xié)調(diào)組、宣傳報道組、搶險救災組等等。無線辦公局域網(wǎng)為現(xiàn)場辦公網(wǎng)絡化，可以有效的提高各工作組的辦公效率。如圖1所示，系統(tǒng)采用較為穩(wěn)定的企業(yè)級“AC+FIT AP”（無線控制器+瘦無線熱點）的無線熱點組網(wǎng)架構(gòu)。此組網(wǎng)架構(gòu)便于網(wǎng)管數(shù)據(jù)的統(tǒng)一收集和管理，可以由AC合理地配置所下掛的AP，以滿足高用戶密度，需要多AP連續(xù)覆蓋的場景[4]。物理上，采用一個AC（無線控制器）管理多個無線熱點，并且多個無線熱點發(fā)射統(tǒng)一的信號識別源，能方便統(tǒng)一管理與使用。

其中，現(xiàn)場工作人員通過接入無線熱點，組成地震現(xiàn)場無線辦公局域網(wǎng)，獲得具有數(shù)據(jù)共享資源的無線辦公環(huán)境。

2.4 架設雙網(wǎng)卡文件服務器

FTP（文件傳輸協(xié)議）服務是信息化建設的一個高效的工具，也是網(wǎng)絡中傳輸文件的骨干協(xié)議[5]。系統(tǒng)采用雙網(wǎng)卡文件服務器作為數(shù)據(jù)存儲與共享的中轉(zhuǎn)載體。既有助于各工作組之間對數(shù)據(jù)的集中管理與共享，還為前、后方提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換平臺，改進傳統(tǒng)各自為戰(zhàn)的傳輸模式。其中，文件服務器系統(tǒng)為Windows Server 2008，配置FTP服務器端。由于文件服務器配置了雙網(wǎng)卡，顧名為雙網(wǎng)卡文件服務器。如圖1所示，網(wǎng)卡A配置鏈路A的IP地址，網(wǎng)卡B配置鏈路B的IP地址，組成兩個不同的網(wǎng)絡，實現(xiàn)一臺服務器在兩個獨立網(wǎng)絡中同時使用的特性。實際中，近端可以通過鏈路B快速上傳數(shù)據(jù)到服務器進行共享，重要的是近端上傳1兆字節(jié)數(shù)據(jù)到服務器所耗的時間可以達到忽略不計；遠端可以通過鏈路B進行離線下載，互不占用有限的網(wǎng)絡通信資源，有效的避免了雙方同時在線收發(fā)數(shù)據(jù)等待時間過長的問題。

三、結(jié)束語

現(xiàn)場應急通信指揮車集成了多種通信手段，并且機動性強，可快速部署到地震現(xiàn)場指揮部，是地震應急現(xiàn)場通信網(wǎng)的重要技術(shù)支撐?？紤]到地震現(xiàn)場網(wǎng)絡與辦公環(huán)境的復雜性，系統(tǒng)充分利用現(xiàn)場應急通信指揮車集成的通信手段，結(jié)合實際需求，構(gòu)建一套靈活、穩(wěn)定、實用的地震現(xiàn)場數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)，有效增強現(xiàn)場網(wǎng)絡通信服務水平，提升現(xiàn)場災情數(shù)據(jù)在前、后方的共享與交換能力。

參 考 文 獻

[1] 苗崇剛，聶高眾.地震應急指揮模式探討[J].自然災害學報.2004，13（5）：48-54.

[2] 張毓豐，鄧民憲.地震現(xiàn)場應急救援的通信系統(tǒng)設計[J].災害學.2005，20（04）：48-54.

[3] 劉洪雷，王瑛玉.淺析第四代移動通信技術(shù)[J].網(wǎng)絡與信息.2010，24（05）：25-26.

[4] 陶志強，王勁.關(guān)于WLAN網(wǎng)絡規(guī)劃的探討[J].現(xiàn)代電信科技.2011，41（04）：73-76.

[5] 羅耀華，馮梅，李涯.基于windows2008環(huán)境的FTP服務器配置及實現(xiàn)[J].計算機光盤軟件與應用.2011，14：152-152.