一种基于配电网的通信组网系统的制作方法

1.本技术涉及组网技术领域，尤其涉及一种基于配电网的通信组网系统。


背景技术：

2.配电数据业务通过配电房接入层交换机接入网络，传送至汇聚层变电站业务网关。配网光纤数据网的典型组网结构一般采用双变电站上联的组网结构，如图2所示。变电站两台三层交换机作为业务网关，日常采用变电站a作为主用网关，承担出站业务的处理和转发，变电站b作为备用网关，日常处于空闲状态，当变电站a交换机故障时，变电站b切换为主用网关，承担出站业务的处理和转发。同时，为防止环型网络造成的广播风暴，在所有交换机上启用stp协议；该组网方案与一次线路组网方式大致相似，且具有一定冗余性，在配网光纤数据网络中具有较广泛的应用。
3.但是这样的组网方案在变电站三层交换机上启用stp协议，会造成生成树域的扩大，影响汇聚层网络稳定性；而且接入层的网络震荡可能造成汇聚层交换机及其互联链路的异常。特别在大型网络的组网过程中，原本分离的接入层网络可能通过汇聚层交换机的交叉跨越，造成生成树域的叠加和扩大，严重影响网络的可靠性和扩展性。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种基于配电网的通信组网系统，用于解决现有组网方案会造成生成树域扩大以及网络震荡，从而影响网络稳定性和扩展性的技术问题。
5.有鉴于此，本技术第一方面提供了一种基于配电网的通信组网系统，包括：汇聚层变电站和接入层配电房，所述汇聚层变电站包括第一变电站和第二变电站；
6.所述接入层配电房之间通信连接，形成接入层环网，所述接入层环网包括首部配电房、尾部配电房和中间节点配电房；
7.所述接入层环网中的所述首部配电房与所述第一变电站连接，所述尾部配电房分与所述第二变电站连接；
8.所述汇聚层变电站的交换机中配置有vrrp协议，用于生成虚拟网关；
9.所述接入层配电房的交换机中配置有mstp协议，用于提供业务保障以及均衡流量。
10.可选的，所述汇聚层变电站的交换机无需开启stp协议。
11.可选的，所述第一变电站和所述第二变电站分别与主干网络通信连接；
12.所述主干网络与业务主站通信连接。
13.可选的，所述接入层配电房的交换机通过所述mstp协议将预置实例与预置业务vlan建立关联。
14.从以上技术方案可以看出，本技术实施例具有以下优点：
15.本技术中，提供了一种基于配电网的通信组网系统，包括：汇聚层变电站和接入层配电房，所述汇聚层变电站包括第一变电站和第二变电站；所述接入层配电房之间通信连
接，形成接入层环网，所述接入层环网包括首部配电房、尾部配电房和中间节点配电房；所述接入层环网中的所述首部配电房与所述第一变电站连接，所述尾部配电房分与所述第二变电站连接；所述汇聚层变电站的交换机中配置有vrrp协议，用于生成虚拟网关；所述接入层配电房的交换机中配置有mstp协议，用于提供业务保障以及均衡流量。
16.本技术提供的一种基于配电网的通信组网系统，将接入层的首部配电房和尾部配电房连接在一起，一定程度避开了对汇聚层的变电站的依赖；然后配合汇聚层与接入层配置的协议实现主备网关配置；将生成树域终结在接入层的配电房中，实现了汇聚层与接入层逻辑功能的完整分割，避免了生成树域扩大造成的影响，确保了网络运行的稳定。因此，本技术能够解决现有组网方案会造成生成树域扩大以及网络震荡，从而影响网络稳定性和扩展性的技术问题。
附图说明
17.图1为本技术实施例提供的一种基于配电网的通信组网系统的结构示意图；
18.图2为本技术实施例提供的现有组网方案的网络结构示意图；
19.图3为本技术实施例提供的现有组网方案的生成树域扩大原理网络结构示意图。
具体实施方式
20.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
21.术语解释：
22.三层交换机，指网络层交换机，主要处理网络层数据包以及相关网络层协议。
23.二层交换机，指数据链路层交换机，主要处理数据链路层数据帧及相关数据链路层协议。
24.生成树协议(spanning tree protocol，stp)，是一种数据链路层协议，主要用于防止冗余链路造成的广播风暴，自动将环型网络修剪成树形网络。
25.虚拟路由器冗余协议(virtual router redundancy protocol，vrrp)，主要用于解决局域网中单个网关失效造成的网络中断，可将多个不同网络地址的实体网关虚拟成一个相同的虚拟网关。
26.虚拟局域网(virtual localareanetwork，vlan)，可根据通信需求建立虚拟的网络工作组，而不受地理位置等因素的限制。
27.配网光纤数据网物理上采用光纤作为传输介质，在网络结构上分为汇聚层和接入层，其中汇聚层一般部署在变电站，采用三层交换机，接入层一般部署在配电房，采用工业以太网二层交换机。
28.现有的组网方案如图3所示，接入层子环1和接入层子环2在变电站b存在交叉，造成了生成树域的扩大。由于生成树技术存在最大跳数的限制，生成树域的扩大严重影响了网络的稳定性，也不利于网络的扩容建设。因此，本技术提供了一种基于配电网的通信组网系统，用于解决上述技术问题。
29.为了便于理解，请参阅图1，本技术提供的一种基于配电网的通信组网系统的实施例，包括：汇聚层变电站和接入层配电房d，汇聚层变电站包括第一变电站a和第二变电站b。
30.接入层配电房d之间通信连接，形成接入层环网，接入层环网包括首部配电房、尾部配电房和中间节点配电房；从图1的示例中可以看出配电房d1、d2、d3、d4、d5、d6串成了环网结构，其中首部配电房d1与尾部配电房d6之间的链路属于增设链路，将接入层的配电房二层交换机串成环路后再与汇聚层连接。
31.接入层环网中的首部配电房与第一变电站连接，尾部配电房分与第二变电站连接。配电房二层交换机形成环路后再分别通过首尾配电房上联至变电站三层交换机，形成“日”字形网络结构。简化网络时也可进一步考虑取消变电站之间的互联，即可以去除变电站之间的链路。
32.此外，首部配电房d1与尾部配电房d6之间的链路可以是直连光缆，还可以采用变电站传输网络以太网专线通道或变电站间电力专用光缆，结合配电房和变电站之间光缆跳纤完成新增互联通道的开通和承载。
33.汇聚层变电站的交换机中配置有vrrp协议，用于生成虚拟网关，一般由两个汇聚层变电站交换机分别承载，即图1中的变电站a和b。作为更进一步地，汇聚层变电站的交换机无需开启stp协议，也就是说，汇聚层变电站的交换机可禁用相关数据链路层协议，重点启用网络层协议，实现网络层次和功能的逻辑分离。本实施例中主要启用vrrp协议，停用stp协议，变电站三层交换机vrrp协议的心跳信息和业务信息通过配电房组成的接入层环网进行传送。
34.可以理解的是，采用vrrp技术可以实现虚拟网关冗余。vrrp协议的心跳信息通过配电房接入层交换机组成环型网络进行传送，实现备用网关对主用网关的监视和自动倒换。
35.接入层配电房的交换机中配置有mstp协议，用于提供业务可靠性的保障以及均衡流量。为防止环型网络中广播风暴的产生，在所有配电房交换机上启用stp协议的mstp模式，将接入层环网生成树形网络，并在交换机或者链路出现故障的情况下自动启用备用冗余端口和链路。mstp的主备根设置在变电站下联的第一个配电房，并与汇聚层vrrp的主备网关相对应，即设置到网关所在变电站交换机下联的第一个配电房接入层交换机。例如，主用网关在变电站a，则mstp的主根设置在变电站a下联的首个配电房d1，备根设置在变电站b下联的首个配电房d6。
36.进一步地，接入层配电房的交换机通过mstp协议将预置实例与预置业务vlan建立关联。配电房交换机通过vlan实现不同业务的逻辑隔离，为了实现不同业务的负载负担，所以采用mstp协议建立关联，配合vrrp主备网关的设置和对应生成树实例主备根的设置，使不同业务流通过不同的变电站上送出去，使得业务流在不同的负载上通过，达到流量均衡的目的，实现网络资源的优化配置。
37.例如，针对两个不同的业务流a和业务流b，可按照表1进行vrrp和mstp的配置，实现业务流a日常通过变电站a上送，业务流b日常通过变电站b上送，实现了业务流在交换机和网络上的负载均衡。
38.表1业务流上送节点示例表
39.业务名称主用网关备用网关生成树主根生成树备根
业务流a变电站a变电站b配电房d1配电房d2业务流b变电站b变电站a配电房d2配电房d1
40.进一步地，第一变电站和第二变电站分别与主干网络通信连接；
41.主干网络与业务主站通信连接。
42.汇聚层的交换机通过业务网关将业务流通过主干网络转发至业务主站进行相关处理。
43.基于以上组网系统，配电网在故障状态下的运行方式为：
44.1)配电房之间互联链路中断，若故障链路在主用链路上，mstp域内对应实例的生成树重新收敛，开启备用端口和冗余链路，业务数据和vrrp心跳信息通过备用链路传送，vrrp的主备网关状态不变。若故障链路在备用链路上，mstp域内对应实例的生成树状态不变，vrrp的主备网关状态不变。
45.2)非首尾配电房交换机故障，若故障交换机在主用链路上，mstp域内对应实例的生成树重新收敛，开启备用端口和冗余链路，业务数据和vrrp心跳信息通过备用链路传送，vrrp的主备网关状态不变。若故障交换机在备用链路上，mstp域内对应实例的生成树状态不变，vrrp的主备网关状态不变，数据流向不变。
46.3)变电站与配电房互联链路中断，此时变电站下联对应接口状态为down，vrrp协议状态失效，无vrrp心跳信息发出。若中断变电站为备用网关，则vrrp的主用网关状态不变，备用网关失效；若中断变电站为主用网关，则备用网关由于接收不到对端原主用网关的vrrp心跳信息，超时自动切换为主用网关，承担所有出站业务数据的转发。该种情况下由于配电房二层交换机环网结构不变，不会触发mstp的重新收敛，接入层各交换机端口状态不变。
47.4)变电站汇聚交换机故障和3)的故障情况类似：故障变电站为主用网关时，汇聚层vrrp主用网关失效，备用网关切换为主用，接入层mstp状态不变；故障变电站为备用网关时，汇聚层vrrp主用网关不变，备用网关失效，接入层mstp状态不变。
48.5)首尾配电房交换机故障：首尾配电房故障造成对应变电站与配电房互联链路中断，对汇聚层的vrrp状态影响和(3)类似。故障配电房为mstp主根时，会导致接入层mstp域重新收敛，汇聚层vrrp状态切换；故障配电房为mstp备根时，接入层mstp状态不变，汇聚层vrrp状态切换。
49.本实施例的组网方案能够有效应对各种故障情况，当主用路径上的交换机或链路故障时，通过vrrp或mstp状态的变化，自动完成业务数据的倒换，保证了网络的可靠性。当备用路径上的交换机或链路故障时，不会对业务数据流造成影响，保证了网络的稳定性。各故障情况下汇聚层vrrp状态和接入层mstp状态如表2所示。
50.表2不同故障情况下的vrrp状态和mstp状态
[0051][0052][0053]
本技术实施例提供的一种基于配电网的通信组网系统，将接入层的首部配电房和尾部配电房连接在一起，一定程度避开了对汇聚层的变电站的依赖；然后配合汇聚层与接入层配置的协议实现主备网关配置；将生成树域终结在接入层的配电房中，实现了汇聚层与接入层逻辑功能的完整分割，避免了生成树域扩大造成的影响，确保了网络运行的稳定。因此，本技术实施例能够解决现有组网方案会造成生成树域扩大以及网络震荡，从而影响网络稳定性和扩展性的技术问题。
[0054]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0055]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0056]
另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0057]
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以通过一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全
部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：read-only memory，英文缩写：rom)、随机存取存储器(英文全称：random access memory，英文缩写：ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0058]
以上所述，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。