淺談環(huán)網(wǎng)在企業(yè)生產管理中的重要性

陳振樂

摘要：隨著柳鋼集團MES管理系統(tǒng)的正式上線，ERP項目的立項開發(fā)，柳鋼企業(yè)信息化管理建設不斷的深入發(fā)展，對網(wǎng)絡的快速傳輸性、穩(wěn)定性、完全性的要求也逐步提高。如果還是用傳統(tǒng)的星型拓撲網(wǎng)絡，是無法保證MES管理系統(tǒng)網(wǎng)絡通訊的穩(wěn)定性的，可以采用最新的以太環(huán)網(wǎng)來保證MES管理系統(tǒng)網(wǎng)絡通訊和各類業(yè)務處理的穩(wěn)定性。

關鍵詞：MES;ERP;以太環(huán)網(wǎng)

1 引言

世紀之交，全球因特網(wǎng)高速發(fā)展。抓住機遇，迎接挑戰(zhàn)，我國的網(wǎng)絡建設方興未艾。柳鋼的信息化管理上網(wǎng)工程拉開序幕，網(wǎng)絡信息化管理建設的新高潮已經到來。隨著企業(yè)信息化的深入發(fā)展，MES生產智能制造管理系統(tǒng)的上線運行，ERP經營管理決策系統(tǒng)的規(guī)劃開發(fā)，星型網(wǎng)絡拓撲的網(wǎng)絡結構在企業(yè)信息化管理中逐漸顯現(xiàn)出了其短板與不足，最大的問題就是主干鏈路設備故障或者光纜斷路，整個子網(wǎng)與數(shù)據(jù)中心的通訊隨即中斷，導致生產管理及其被動甚至生產中斷的大事故。

2 以太環(huán)網(wǎng)定義

什么叫環(huán)網(wǎng)？大部份人把“STP環(huán)網(wǎng)”簡稱“環(huán)網(wǎng)”。

什么才是真正的環(huán)網(wǎng)？業(yè)內把“可實現(xiàn)無盤服務器跨交換機聚合，可將多臺設備虛擬成一臺設備”的內網(wǎng)組網(wǎng)簡稱“軟堆疊網(wǎng)環(huán)或智能環(huán)網(wǎng)”。

同時，以太環(huán)網(wǎng)既指物理環(huán)形拓撲也指邏輯拓撲，其中業(yè)務流量完全基于IEEE 802.1規(guī)范的轉發(fā)規(guī)則轉發(fā)，支持點到點（E-Line）、多點到多點（E-LAN）和點到多點（E-Tree）等以太網(wǎng)業(yè)務，包括以太網(wǎng)專線（EPL）和以太網(wǎng)虛擬專線（EVPL），支持各種模式的通信，包括單播、多播和廣播，能夠防止數(shù)據(jù)的失序和重復。而針對環(huán)網(wǎng)互連，以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)能夠通過3種模式進行互連：共享的節(jié)點、由兩個共享節(jié)點組成的鏈路、由以太環(huán)網(wǎng)重疊而成的多環(huán)/層網(wǎng)絡。業(yè)務能夠經過互連的環(huán)網(wǎng)實現(xiàn)端到端的傳送。

3 T-MPLS環(huán)網(wǎng)

多協(xié)議標記交換（MPLS）技術基于標簽進行交換，同時可以支持數(shù)據(jù)業(yè)務的傳送，T-MPLS技術就是在繼承MPLS數(shù)據(jù)特征基礎上，實現(xiàn)電信級需求的統(tǒng)一多業(yè)務傳送技術。基于T-MPLS技術的環(huán)狀網(wǎng)絡，又稱為TM-SPRing（即T-MPLS共享保護環(huán)）。T-MPLS環(huán)網(wǎng)保護技術就是在TM-SPRing中對業(yè)務進行快速保護的技術。

T-MPLS環(huán)網(wǎng)是通過邏輯結構映射方式構建的T-MPLS LSP傳送環(huán)網(wǎng)。在TM-SPRing中，各節(jié)點間建立邏輯相鄰關系，相應的連接關系的建立不受物理設備、MAC拓撲的限制。相鄰節(jié)點之間的連接稱為區(qū)段，在T-MPLS環(huán)網(wǎng)中，區(qū)段為雙向連接，可以為物理的鏈路，也可以是邏輯上的連接。環(huán)網(wǎng)節(jié)點間的用于傳送業(yè)務的傳送通道實體由基于T-MPLS一組標記交換通道（LSP）實現(xiàn)，萬兆環(huán)網(wǎng)就是采用這一保護環(huán)，環(huán)網(wǎng)承載實體為一條或多條LSP構成的雙環(huán)結構，兩個環(huán)的業(yè)務流向相反，可分為順時針方向和逆時針方向，實現(xiàn)雙向10個G的吞吐量，以具體業(yè)務方向為標準，也可分為工作環(huán)（工作業(yè)務方向）和保護環(huán)（工作業(yè)務反方向）。每個環(huán)可以根據(jù)業(yè)務數(shù)量需要，建立多條LSP，為不同業(yè)務流分配不同的LSP。TM-SPRing的保護是針對相鄰節(jié)點區(qū)段，業(yè)務的保護倒換與否是按區(qū)段的信號質量優(yōu)劣而定。

為了防止相鄰節(jié)點區(qū)段失效，在發(fā)生故障的情況下，需要確定完善的保護機制，以實現(xiàn)對故障的快速保護，可采用兩種保護機制：源路由（Steering）方式和環(huán)回（Wrapping）方式。前者就是源節(jié)點在發(fā)現(xiàn)故障后改變路徑，繞過故障節(jié)點，直接將數(shù)據(jù)流傳送到目的節(jié)點;而后者則是靠近故障的節(jié)點將數(shù)據(jù)流環(huán)回到另一個環(huán)上，通過長路徑，允許數(shù)據(jù)流維持與目的節(jié)點之間的連接。兩者最大的不同在于故障發(fā)生后，發(fā)起數(shù)據(jù)流重定向的節(jié)點不同。前者是發(fā)送數(shù)據(jù)流的源節(jié)點，而后者則是靠近故障的鄰節(jié)點。環(huán)回方式的保護倒換啟動時間短，相應的丟包較少，但是倒換的保護路徑不是最優(yōu)化路由;源路由方式的保護路徑是最優(yōu)化路由，但是保護倒換啟動時間較長，相應的丟包較多。

在T-MPLS SPRing中，自動保護倒換（APS）信息借鑒SDH中的快速保護倒換技術來實現(xiàn)故障檢測及保護倒換。在正常情況下，一個無故障的節(jié)點向其相鄰節(jié)點報告正常的狀態(tài)，目的節(jié)點是相鄰節(jié)點;在故障情況下，故障發(fā)現(xiàn)節(jié)點會雙向發(fā)起合適的橋接請求，對環(huán)回模式是為了在倒換的首末節(jié)點間傳遞信息，對源路由模式是在全網(wǎng)傳遞故障區(qū)段信息。APS信息的源節(jié)點是故障發(fā)現(xiàn)節(jié)點，目的節(jié)點是其相鄰節(jié)點，即故障區(qū)段的另一節(jié)點。任何非目的節(jié)點對APS信息采取透明的傳輸。在故障區(qū)段失效的情況下，源目的節(jié)點間APS信息將遍歷環(huán)上所有節(jié)點。各節(jié)點處理APS信息并在相應節(jié)點進行倒換動作，實現(xiàn)對環(huán)網(wǎng)上業(yè)務的保護。

4 在企業(yè)中的應用

隨著企業(yè)管理信息化的快速發(fā)展，網(wǎng)絡快速、高效、安全、穩(wěn)定已成為企業(yè)管理的首要選擇，特別是萬兆環(huán)網(wǎng)的問世，得到中大型企業(yè)廣泛的認可與支持。在中大型企業(yè)中以太網(wǎng)主要體現(xiàn)如下幾個特點：

扁平化組網(wǎng)結構 所有網(wǎng)絡盡量減少網(wǎng)絡層次，提升數(shù)據(jù)轉發(fā)性能;最大限度提升信息終端到數(shù)據(jù)中心服務器的數(shù)據(jù)讀取速度;

解決匯聚層網(wǎng)絡瓶頸 提升主交換與分交換之間的帶寬，但2G匯聚仍然不能從根本上解決匯聚層的網(wǎng)絡瓶頸，特別是還在使用老舊操作系統(tǒng)的企業(yè);10G組網(wǎng)連接，完全滿足信息終端到數(shù)據(jù)中心服務器路由通信帶寬需求，徹底打開匯聚層網(wǎng)絡瓶頸;

強大的網(wǎng)絡故障自愈能力 鏈路聚合、生成樹、EAPS、RPR、MPLS以太網(wǎng)、PBT等，網(wǎng)絡保護能力是網(wǎng)絡的自愈特性。環(huán)網(wǎng)協(xié)議利用斷路告警、環(huán)監(jiān)測、環(huán)恢復三種機制來對協(xié)議進行維護。在中大型企業(yè)中傳統(tǒng)三層架構網(wǎng)絡都是單一核心交換機，當主交換出現(xiàn)故障時，將導致所有客戶機、服務器通信中斷，影響整個企業(yè)管理信息化的正常運作;萬兆環(huán)網(wǎng)方案所有交換機在邏輯上均為主交換，其中任何一臺故障，環(huán)網(wǎng)保護協(xié)議均能將數(shù)據(jù)倒換到備用鏈路，保障網(wǎng)絡正常運行。并在用戶感知不到的情況下，系統(tǒng)通過雙向實時檢測，自動保護倒換，使用簡單方便，為企業(yè)管理信息化正常運行保駕護航;

網(wǎng)絡數(shù)據(jù)負載均衡 由于服務器在邏輯鏈路上是均勻分布在整個萬兆主干環(huán)網(wǎng)中，網(wǎng)絡運營時的數(shù)據(jù)負載壓力是非常均衡的;

解決主干單點故障 傳統(tǒng)萬兆網(wǎng)絡都是單一萬兆交換機，一旦主交換出現(xiàn)故障，將導致所有客戶機、服務器通信中斷，影響整個企業(yè)管理的正常運作;所有交換機均為主交換，其中任何一臺故障，環(huán)網(wǎng)協(xié)議均能將數(shù)據(jù)倒換到備用鏈路，保障網(wǎng)絡正常運行。而且在用戶感知不到的情況下，系統(tǒng)通過雙向實時檢測，自動保護倒換，使用簡單方便;

組網(wǎng)規(guī)模靈活擴展 傳統(tǒng)網(wǎng)絡，可擴展性比較差，如根據(jù)網(wǎng)絡發(fā)展需增加規(guī)模，購置更多的客戶機，但由于主交換端口限制，會制約連接的分交換數(shù)量、以及客戶機的數(shù)量，網(wǎng)絡增加規(guī)模改造難度比較大;優(yōu)勢在于任何時候擴展網(wǎng)絡規(guī)模，只需在任何節(jié)點增加一臺即可完成擴容，操作簡單，不會改變其他網(wǎng)絡結構;

5 結語

通過創(chuàng)建T-MPLS環(huán)網(wǎng)，多鏈路多方式的網(wǎng)絡接入機制，充分保證網(wǎng)絡通訊的安全性、穩(wěn)定性，即使某個網(wǎng)絡節(jié)點出現(xiàn)了故障也不會導致網(wǎng)絡通訊的中斷，充分保證企業(yè)生產管理信息系統(tǒng)的正常運行，為企業(yè)生產保駕護航提供了充分的技術保障。