基于B/S結(jié)構(gòu)的湛江民航PAE監(jiān)控組網(wǎng)與搭建

黃冠鉸

摘要：隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)始退出之前的串口監(jiān)控、C/S結(jié)構(gòu)監(jiān)控，而采用目前主流的B/S結(jié)構(gòu)監(jiān)控。此前，湛江民航PAE甚高頻系統(tǒng)的監(jiān)控主要采用串口監(jiān)控，通過(guò)在監(jiān)控電腦上增加串口卡的形式，收集各個(gè)臺(tái)站的PAE甚高頻監(jiān)控，不利于資源的節(jié)約，且擴(kuò)展性不強(qiáng)。目前，湛江民航PAE系統(tǒng)在更新?lián)Q代之后，支持TCP/IP監(jiān)控，同時(shí)采用B/S結(jié)構(gòu)，通過(guò)合理的IP規(guī)劃與組網(wǎng)，搭建了一套擴(kuò)展性強(qiáng)、資源利用率高的監(jiān)控系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)更好更高效的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、遠(yuǎn)程參數(shù)調(diào)整發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

關(guān)鍵詞：B/S結(jié)構(gòu)；新PAE系統(tǒng)；IP規(guī)劃；監(jiān)控系統(tǒng)；組網(wǎng)；搭建

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2022）27-0067-03

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

1 湛江民航PAE監(jiān)控系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

湛江民航PAE監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)龐大的甚高頻監(jiān)控系統(tǒng)，匯集了多個(gè)臺(tái)站的信號(hào)，不僅可以實(shí)時(shí)監(jiān)控PAE甚高頻設(shè)備的工作狀態(tài)，還可以遠(yuǎn)程對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和參數(shù)調(diào)整。在硬件設(shè)備上，該監(jiān)控系統(tǒng)由PAE甚高頻設(shè)備、協(xié)議轉(zhuǎn)換器、TDM傳輸設(shè)備、民航通信網(wǎng)IP網(wǎng)設(shè)備、VOIP核心交換機(jī)、監(jiān)控服務(wù)器、監(jiān)控終端組成。在軟件上，該監(jiān)控系統(tǒng)基于B/S結(jié)構(gòu)，通過(guò)在監(jiān)控服務(wù)器上布置和搭建監(jiān)控“中心站”，收集了每一臺(tái)設(shè)備的監(jiān)視和控制信息，監(jiān)控終端只需通過(guò)訪問(wèn)服務(wù)器的ip地址，便可實(shí)現(xiàn)本地和異地監(jiān)控。監(jiān)控系統(tǒng)的拓?fù)鋱D如圖1所示：

2 B/S架構(gòu)介紹[1]

B/S架構(gòu)即是Browser/Server架構(gòu)（瀏覽器/服務(wù)器架構(gòu)），是在Web技術(shù)興起和不斷發(fā)展之后，對(duì)C/S結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和變化的架構(gòu)。B/S架構(gòu)在客戶(hù)端電腦不需要安裝相應(yīng)的軟件，只需通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)服務(wù)器的相關(guān)ip地址，即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。在B/S架構(gòu)下，服務(wù)器端負(fù)責(zé)主要的信息收集、信息分析、信息處理、信息分發(fā)，客戶(hù)端需要處理的事務(wù)相對(duì)很少，極大地減輕了客戶(hù)端的壓力，增加了客戶(hù)端CPU運(yùn)行的效率。這種架構(gòu)可稱(chēng)為分布式的工作方式，有效地降低了資源的成本，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可拓展性，提高了系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備的資源利用率。

B/S架構(gòu)主要是由瀏覽器端、服務(wù)器端、中間件組成。瀏覽器端，即是客戶(hù)端電腦所使用的瀏覽器，它作為客戶(hù)端電腦的可視化操作界面，提供了訪問(wèn)服務(wù)器端的接口，向服務(wù)器端發(fā)送相關(guān)的請(qǐng)求，然后將服務(wù)器端返回的結(jié)果進(jìn)行分析和處理，再顯示到客戶(hù)端電腦的瀏覽器界面上，有條不紊地實(shí)現(xiàn)了與服務(wù)器端數(shù)據(jù)信息的交互。服務(wù)器端，是整個(gè)B/S架構(gòu)的核心部分，一般由一臺(tái)或多臺(tái)性能強(qiáng)大、處理高效的服務(wù)器組成，需要安裝數(shù)據(jù)庫(kù)（如ORACLE、MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)等），主要提供數(shù)據(jù)信息的收集、分析、處理和分發(fā)，還可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，產(chǎn)生各類(lèi)數(shù)據(jù)交互日志，相當(dāng)于整個(gè)架構(gòu)的“司令部”。中間件，是運(yùn)行在服務(wù)器端和瀏覽器端的“橋梁”，主要是接收瀏覽器端的數(shù)據(jù)交互請(qǐng)求并且將其傳送給服務(wù)器端，再將服務(wù)器端處理的結(jié)果正確地返送給瀏覽器端，可以說(shuō)，中間件解決了數(shù)據(jù)從哪里來(lái)到哪里去的問(wèn)題，保證了B/S架構(gòu)中數(shù)據(jù)正常無(wú)誤地傳遞。相比于C/S架構(gòu)，B/S架構(gòu)是基于網(wǎng)頁(yè)的語(yǔ)言，與操作系統(tǒng)無(wú)關(guān)，具有非常靈活的可擴(kuò)展性，有“韓信點(diǎn)兵、多多益善”的優(yōu)勢(shì)，與日益增多的民航PAE甚高頻設(shè)備有相似之處，正是民航PAE監(jiān)控系統(tǒng)所需要的架構(gòu)。

3 新一代PAE甚高頻設(shè)備的新功能

PAE甚高頻設(shè)備是由英國(guó)PAE公司生產(chǎn)、型號(hào)為T(mén)6系列、收發(fā)分開(kāi)的地空通信設(shè)備。PAE甚高頻設(shè)備是地面工作人員與空中機(jī)組進(jìn)行通話的關(guān)鍵設(shè)備，保證了地空通信的安全與通暢。如圖2所示，為PAE甚高頻設(shè)備與機(jī)組通信的示意圖。湛江民航PAE甚高頻站點(diǎn)設(shè)置在不同的物理位置，旨在實(shí)現(xiàn)湛江空域無(wú)線電甚高頻信號(hào)的雙重覆蓋，形成主備雙重冗余的工作模式。湛江民航的PAE甚高頻設(shè)備經(jīng)過(guò)更新后，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的型號(hào)分別變?yōu)锽6350/IP/NB/50[3]、B6100/IP/NB，相比于之前的設(shè)備，新一代設(shè)備在DSP模塊上增加了VOIP功能[2]。該功能帶來(lái)兩個(gè)好處，第一個(gè)是該功能基于ED-137協(xié)議，將模擬語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)換為IP信號(hào)進(jìn)行傳送和處理，打破了甚高頻電臺(tái)只能輸出模擬話音的傳統(tǒng)，大大方便了后續(xù)語(yǔ)音交換系統(tǒng)的組網(wǎng)和配置；第二個(gè)是該功能也將監(jiān)控信號(hào)加入到IP包里面，從而實(shí)現(xiàn)了基于IP的形式甚高頻設(shè)備監(jiān)控，不僅提高了信號(hào)傳輸和設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控的效率，而且打開(kāi)了基于B/S架構(gòu)來(lái)搭建PAE監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的“大門(mén)”。

4 湛江民航PAE設(shè)備IP規(guī)劃

在搭建湛江民航PAE設(shè)備的監(jiān)控組網(wǎng)之前，需要考慮和規(guī)劃每一臺(tái)PAE設(shè)備的IP地址，與普通電腦相似，每一臺(tái)PAE設(shè)備可以設(shè)置IP地址、子網(wǎng)掩碼和默認(rèn)網(wǎng)關(guān)。目前，局方要求采用C類(lèi)IP地址，由于分配在湛江的IP地址有限，且湛江民航PAE站點(diǎn)較多，所以在進(jìn)行IP規(guī)劃的時(shí)候要做到綜合考慮，具體規(guī)劃的思路如下：

（1）每一臺(tái)PAE甚高頻設(shè)備分配一個(gè)C類(lèi)IP地址，同一個(gè)站點(diǎn)所有的PAE甚高頻設(shè)備在同一個(gè)IP段；

（2）規(guī)劃要基于未來(lái)十年發(fā)展，每一個(gè)站點(diǎn)要有一定數(shù)量的IP地址預(yù)留，比如ZDQ站點(diǎn)總共有64臺(tái)設(shè)備（即需要64個(gè)IP地址），那么需要?jiǎng)澐纸o該站點(diǎn)126個(gè)IP地址（25位掩碼），多出的IP地址用于預(yù)留或給其他相關(guān)設(shè)備使用；

（3）湛江民航PAE中心控制樓和吳川機(jī)場(chǎng)的監(jiān)控服務(wù)器與監(jiān)控電腦使用同一個(gè)IP段，南寧監(jiān)控電腦使用另一個(gè)IP段，且要為IP網(wǎng)與南寧的干線互連另分配一個(gè)C類(lèi)IP段。

5 VOIP核心交換機(jī)組網(wǎng)與配置[6]

如圖1所示，VOIP核心交換機(jī)相當(dāng)于整個(gè)湛江民航PAE監(jiān)控組網(wǎng)的核心部分，它主要在網(wǎng)絡(luò)層匯聚物理上不同站點(diǎn)的PAE設(shè)備的監(jiān)控信號(hào)到中心控制樓，然后將該信號(hào)傳送給PAE監(jiān)控服務(wù)器，經(jīng)過(guò)服務(wù)器分析和處理之后，基于B/S結(jié)構(gòu)，將監(jiān)控信息分發(fā)給各個(gè)監(jiān)控電腦。VOIP核心交換機(jī)還可以將監(jiān)控指令，準(zhǔn)確無(wú)誤地發(fā)送給遠(yuǎn)端站點(diǎn)的PAE設(shè)備，讓參數(shù)調(diào)整和修改變得更靈活更便捷?？梢哉f(shuō)，VOIP核心交換機(jī)是湛江民航PAE監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的中心樞紐，將各個(gè)設(shè)備、監(jiān)控服務(wù)器和監(jiān)控電腦連接成一張網(wǎng)絡(luò)。VOIP核心交換機(jī)配置的思路如下：

（1）VOIP核心交換機(jī)的型號(hào)為華為S-5735，是一臺(tái)功能較為強(qiáng)大的華為三層交換機(jī)。

（2）由于每個(gè)甚高頻站點(diǎn)、監(jiān)控服務(wù)器的ip網(wǎng)段不同，故在VOIP核心交換機(jī)上，需要分別為不同的甚高頻站點(diǎn)、監(jiān)控服務(wù)器分配不同的VLAN。在VOIP核心交換機(jī)上，將互連端口配置為access口，并且綁定相應(yīng)的VLAN。

（3）為了實(shí)現(xiàn)監(jiān)控服務(wù)器與不同甚高頻站點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)互通，且不同甚高頻站點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)不能相互訪問(wèn)，需要在VOIP核心交換機(jī)上做路由和隔離功能，具體做法是為配置好的每一個(gè)VLAN配置IP（與對(duì)應(yīng)甚高頻站點(diǎn)同一個(gè)IP網(wǎng)段），然后在VOIP核心交換機(jī)上將不同甚高頻站點(diǎn)對(duì)應(yīng)的互連端口加入同一個(gè)隔離組。

（4）每臺(tái)PAE甚高頻電臺(tái)除了按照IP規(guī)劃設(shè)置IP和子網(wǎng)掩碼，還需設(shè)置默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，默認(rèn)網(wǎng)關(guān)的IP是該甚高頻站點(diǎn)對(duì)應(yīng)的VLAN IP。

（5）為了防止網(wǎng)絡(luò)在異常情況下出現(xiàn)不定性的動(dòng)蕩，需將VOIP核心交換機(jī)設(shè)置為STP生成樹(shù)的根節(jié)點(diǎn)。

6 PAE監(jiān)控服務(wù)器搭建

PAE監(jiān)控服務(wù)器是湛江民航PAE監(jiān)控B/S結(jié)構(gòu)中的服務(wù)器端（server），采用Fujitsu系列工作站，使用windows server 2012操作系統(tǒng)。搭建PAE監(jiān)控服務(wù)器需要配置數(shù)據(jù)庫(kù)、IIS服務(wù)、接口程序、協(xié)議轉(zhuǎn)換器[4]。

數(shù)據(jù)庫(kù)使用MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)，相當(dāng)于服務(wù)器的記錄中心，以表格的形式記錄PAE監(jiān)控服務(wù)器的適配數(shù)據(jù)、日志文件。

IIS服務(wù)[5]即Internet Information Service，PAE監(jiān)控服務(wù)器提供的監(jiān)控信息相當(dāng)于一個(gè)網(wǎng)站，安裝了IIS服務(wù)，其他監(jiān)控電腦才能通過(guò)瀏覽器來(lái)訪問(wèn)并獲取PAE監(jiān)控信息。PAE監(jiān)控服務(wù)器安裝了IIS 8服務(wù)，且需包含.NET Framkwork 3.5和.NET Framkwork 4.5，完成IIS 8配置之后，將注冊(cè)表對(duì)應(yīng)的Web IP地址修改為PAE監(jiān)控服務(wù)器的IP地址。

接口程序是MARC Server Communication Interface，為PAE廠家提供的綠色版軟件，用于接收甚高頻電臺(tái)發(fā)送的VOIP數(shù)據(jù)包，經(jīng)分析和解析之后，提取出電臺(tái)的狀態(tài)監(jiān)控信息，進(jìn)一步傳送給監(jiān)控客戶(hù)端使用；同理，監(jiān)控客戶(hù)端發(fā)送過(guò)來(lái)的操作信息（如參數(shù)調(diào)整、BIT測(cè)試、遠(yuǎn)程關(guān)機(jī)），也是通過(guò)該接口程序傳送給相應(yīng)的甚高頻電臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制甚高頻電臺(tái)的功能。

協(xié)議轉(zhuǎn)換器安裝在遠(yuǎn)端PAE甚高頻站點(diǎn)，主要實(shí)現(xiàn)將RS232協(xié)議的信號(hào)轉(zhuǎn)換成TCP/IP信號(hào)。由于上一代PAE甚高頻的監(jiān)控信號(hào)為RS232協(xié)議且不支持IP功能，故需加裝協(xié)議轉(zhuǎn)換器進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換。安裝正常之后，在PAE監(jiān)控服務(wù)器上運(yùn)行PortVision軟件掃描協(xié)議轉(zhuǎn)換器，按照IP規(guī)劃修改IP地址；使用DriverWizard軟件安裝協(xié)議轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動(dòng)；使用ComtrolAppletLoaderx64軟件將安裝成功的協(xié)議轉(zhuǎn)換器再次配置IP地址（與第一次配置的地址相同），即可實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換器與PAE監(jiān)控服務(wù)器的邏輯COM連接。

7 結(jié)語(yǔ)

PAE甚高頻系統(tǒng)是湛江民航地面指揮中心與空中機(jī)組進(jìn)行通信的關(guān)鍵系統(tǒng)，為了保證信號(hào)的雙重且全面的覆蓋，PAE甚高頻系統(tǒng)需安裝在多個(gè)邊遠(yuǎn)站點(diǎn)，因此，組建一個(gè)可靠、擴(kuò)展性強(qiáng)的監(jiān)控系統(tǒng)不僅可以高效地完成設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控和參數(shù)調(diào)整，而且可以大大地節(jié)省了維護(hù)成本。目前，湛江民航PAE監(jiān)控采用了B/S結(jié)構(gòu)，無(wú)論在IP規(guī)劃還是系統(tǒng)配置上，均具有靈活性、可擴(kuò)展性和穩(wěn)定性，能更好地保障湛江民航的地空通信暢通、平穩(wěn)，對(duì)湛江民航的發(fā)展發(fā)揮著重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 史亞慶.基于B/S架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)研究與實(shí)現(xiàn)[D].西安：西安理工大學(xué)，2018.

[2] Park Air Electronics，Park Air T6R Mk6 VHF Receiver User Documentation，2018.

[3] Park Air Electronics，Park Air T6R Mk6 50W VHF Transmitterr User Documentation，2018.

[4] Park Air Electronics，Park Air R4 MARC SERVER，2018.

[5] 李爭(zhēng).微軟互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù) IIS 最佳實(shí)踐/微軟技術(shù)開(kāi)發(fā)者叢書(shū)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2016.

[6] 華為.交換機(jī)S5700系列配置手冊(cè).2020.

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