煤炭企业专网加速体系构建.pdf

第44卷 第 “ 期 2018年9月 工矿自动化 Industry and Mine Automation Vol. 44 No. 9 Sep. 2018 经验交流 文章编号671-251X 201809-0067-06DOI0. 13272. issn. 1671-251x. 2018010093 煤 炭 企 业 专 网 加 速II系 构 建 盛璐 中国平煤神马能源化工集团有限责任公司中平信息技术有限责任公司， 河 南 平 顶 山 467000 摘要 针对煤炭企业专网存在的网络质量差、 受区域限制、 带宽资源缺乏合理调度、 企业云平台无法异地 备份、 网络安全性差等问题， 提出了一种煤炭企业专网加速体系构建方案。通过镜像方式部署互联网缓存系 统， 实现本地访问加速； 利用波分复用技术搭建长距波分传输平台， 实现企业云平台异地备份， 保障网络安 全 ； 通过长距波分传输平台接入互联网交换中心， 实现互联网用户对国内主流网站的加速访问； 运用智能 DNS调度系统， 配置国内主流网站的域名列表， 实现互联网出口带宽资源合理调度。应用结果验证了煤炭 企业专网加速体系的有效性。 关键词 煤矿通信；煤炭企业专网；网络加速％互联网缓存％波分复用％ DNS调度 中图分类号 TD655 文献标志码A 网络出版地址Lttp / kns. cnki. net/kcms/detail/32. 1627. TP. 20180822. 1339. 001. html Construction of private network acceleration system for coal enterprise SHENG Lu Zhongping Ination Technology Co. , Ltd. , China Pingmei Shenma Energy and Chemical Group Co. , Ltd. , Pingdingshan 467000, China Abstract For problems of private network of coal enterprise such as poor network quality, regional limitation, lack of reasonable scheduling of bandwidth resources, inability of enterprise cloud plat to remote backup and poor network security, a construction scheme of private network acceleration system for coal enterprise was proposed. Local access acceleration is realized through deploying Internet caching system by mirroring mode. Long-distance wavelength division transmission plat is established by using wavelength division multiplexing technology, so as to realize remote backup of enterprise cloud plat and guarantee network security. The long-distance wavelength division transmission plat is connected to Internet exchange center, which can speed up access of Internet users to mainstream websites in China. Domain name list of the domestic mainstream websites is configured by employing intelligent DNS scheduling system, so as to reasonably schedule Internet export bandwidth resources. The application results verify effectiveness of the private network acceleration system for coal enterprise. Key words coal mine communication； coal enterprise private network; network acceleration； Internet caching； wavelength division multiplexing； DNS scheduling 收稿日期 2018-01-31;修回日期 2018-08-10;责任编辑 盛男。 作者筒介 盛璐（ 1971 ） ， 男， 湖北武汉人， 高级工程师， 硕士， 主要从事通信工程、 企业信息化管理和互联网云中心方面的研究和应用工作， E-mail sheng. lu163. com。 引用格式 盛璐.煤炭企业专网加速体系构建工矿自动化， 2018,4497-72. SHENG Lu. Construction of private network acceleration system for coal enterprise[J] . Industry and Mine Automation2018,449 67-72. 68 工 矿 自 动 化2 0 1 8 年 第 4 4 卷 〇 引言煤炭企业专网现状 煤炭企业专网是为煤炭企业信息化建设提供网 络 自建网络， 提供煤炭企业办公网络和职工 家属区的“ 三网0 电信网、 广播 网、 互联网） 接入 [1]。随着煤炭企业兼并重 持续 ， 办公、 生活区域 大 ， 煤炭企业专网互联网用户数 量随之增加。同时随着光纤网络在矿区的全 ， 互联网 终端接入方式发生转变， 占用大量互 联网出口 资源， 简 购买本地 营 商 资 方式增 联网出口 仅成本 ， 政策限制， 无法满足煤炭企 息化发展 求） ]。文通过分析煤炭企业专网 状 ， 提 出 煤炭企业专网加速 构建方案。 煤炭企业专网主要由集团总部信息中心、 井下 网络、 井上矿区万兆骨 网、 办公及家属区网络、 联网出口、 集团异地信息分中心 成 ， 如 图 1 所 示 。集团 息中心通过井上矿区万兆骨 网 与井 太环网对接， 实现对矿井的生 [ 3 5 ] 办公及家属区网 络通过互联网出口与本地 营商网络对 接 ， 实现对互联网资 访问； 集团异地信息分中心 过 营商网络、 互联网出口及井上矿区 万兆骨 网与集团 息中心 ）11]。 随着煤炭企 息化、 智能化 速发展， 煤炭 图1煤炭企业专网结构 Fig. 1 Structure of private network of coal enterprise 企业专网主要存在以下问题。 1社会化运营造成网络质量差。由于煤炭企 业专网投入社会化运营， 互联网 ， 终端 接入方 接 变 纤接入， 接 成 倍增加， 而互联网出口 速率不变， 导致互联网 出口严重拥堵％ 联网 网络访问和集 团异地信息分中心与集团 息 中 心 之 间 信 质量[12]。 “ 受区域限制。煤炭企业专网的互联网出口 接入本地 营商的网络， 互联网出口 ； 资 地 营 商 限 制 成 联 网 出 口 成本高[12]。 “ 带宽资源缺乏合理调度。煤炭企业专网没 有对互联网出口 资 数据分析和监控， 带宽资源利用不合理， 加剧了互联网出口 资源 紧张。 “ 企业云平台无法异地备份。煤炭企业已有 的各办公 建立 企业云平台上， 主要部 集团 息中心机房， 单一机房设备 F风 ， 需要高速率 接到集团异地信息分中 心对企业云平台 地备份， 以保障云平台安全 高效运行， 但目前专网无法实现。 “ 网络安全 。 集团异地信息分中心 通过本地 营商 联网方式访问集团 2 0 1 8 年 第 9 期盛 路 煤 炭 企 业 专 网 加 速 体 系 构 建 69 总部信息中心， 集团总部信息中心各应用系统容易 受到 网络攻击， 网络安全无法保证。 2煤炭企业专网加速体系构建方案 针对煤炭企业专网存在的问题， 从 4 个方面构 建煤炭企业专网加速体系， 如 图 2 所示。 1互联网 。利 联网缓 存 技 术[13]， 通过镜像方式对互联网 访问内 大 数据分析， 将访问 频资 网络 资源 存储到本地， 实现对视频资源、 P2PPeer toPeer， 对 图2煤炭企业专网加速体系结构 Fig. 2 Structure of private network acceleration system for coal enterprise 等网络下载、 软件下载、 网络测速等加速， 提高互联 网 访问网络速率， 提升网络质量， 缓解社会化运 营 联网出口拥堵问题。 “ 长距波分传输平台。利用波分复用技术， 搭建集团 息中心与集团异地信息分中心之间 长 分传输平台， 并 网方式实 保 护 ， 具 有 传 输 速 率 尚 、 网络延时小 € 点[14]。集团总部信息中心通过井上矿区万兆骨干 环网和长距波分传输平台， 与集团异地信息分中心 进行万兆接口对接， 实现集团异地信息分中心快速 访问集团总部信息中心， 以及企业云平台的异地备 ， 同时避免 网络攻击， 有效保障网络安全。 “ 互联网交换中心。互联网交换中心通过长 距波分传输平台与互联网出口对接， 实 联网用 户对国内主流网站资源的加速访问， 打破本地基础 营商的区域限制， 有效降低互联网出口成本。 4智能 DNSDomain Name System， 域名系 统） ） 。运用智能DNS 置国内主 流网站的域名列表， 通过互联网交换中心的DNS将 域名解析成调度服务器的IP 地址， 同时在互联网出 口路由器上配置相应的IP 地址路由表， 实现互联网 出口带宽资源调度[15]。 3煤炭企业专网加速体系关键技术 3.1 互联网缓存 互联网缓存指的是将需要频繁访问的互联网内 容存放在离 、 访问速 中， 以提 内容访问速 技术。其主要作 低互 联 网 流 量 和 提 高 用 户 终 端 响 应 时 间 ， 实现网络 速[13]。 联网缓存系统采用分层架构设计， 如 图 3 所 示 。 联网 请求 接 ， 通过 镜像方式 镜像到 牵引模块。 牵引模块对互联网 请求 接 分析， 将单位时间内请求 ； 接发送到负 衡模块。负载均衡模块负责互 联网 重定向工作， 对链接 议分解， 并 根据分解结 类 接分发到不同 模块。 模块 规 请求响应， 实现 70 工 矿 自 动 化2 0 1 8 年 第 4 4 卷 互联网用户访问网络的加速[15]。 图3互联网缓存系统架构 Fig. 3 Architecture of Internet caching system 3.2 长距波分传输 分 技术充分利 模光纤低损耗区 的巨大 资源， 根据 道光波的波长不同， 将 光纤的低损耗窗口划分成 道％ 作 f 号 ， 在发送端用合波器 长 号光 载波合并起来送入同一根光纤 传 输 ， 在接收端 分波器将各信号 分开[14]。 集 分复用技术搭建长距波分传输平 台， 如 图 4 所示。具体实 ① 将 〃 长为 A。 号通过 混合节点 定波长为 Ai，A， ，Aw的光信号。② 通 过 合 波 器 将 波 长 为 Ai，A，i，A„ 号合并到 根 中 传 输 。③经过多级光中 点对光信号进行放大， 实 离传输。④在接收端利用分波器将合并到 同一根 中的不同波长 号 分 解 。 ⑤分解 长 为Ai，A， 丄 号经 混 合节点 成〃 长 为A。 号 ， 实现多信 道 、 高带宽、 低延时的业务传输。 1 路波长为 光信号 2 路波长为々 光信号 路波长为 光信号 1路波长为々 光信号 2 路波长为々 光信号 路波长为々 光信号 光电混合 合 波 器 光 中 继 站 点 1 光中继站点2 ... 光中继站点m分波器 光电混合 节点 节点 图4长距波分传输平台 Fig. 4 Long-distance wavelength division transmission plat 3. 3 智 能 DNS调度 D NS主要功 过将互联网用户访问的域 名解析为IP 地址的方式实现网络访问， 同一域名采 用不同DNS解析出的IP 地址不同。 智 能 DNS 提条件 煤炭企业专网通过互 联网交换中心与国内主 联网企 BGP Border Gateway Protocol， 边界网关协议） 的方式 联从平顶 山集团 息中心到郑州集团异地信息分中心搭 建 长 分传输平台， 宽带速率为40 Gbit/s， 长 达 500 km;通过长 分传输平台与 北 京 互 联 网 交 换 中 心 对 接 ， 对接 速率为 10 Gbit/s ;运 用 智 能 D N S调度系统对北京互联网 交换中心 资 。煤炭企业专网加速 应用效 表 1。 2 0 1 8 年 第 9 期盛 路 煤 灰 企 业 专 网 加 速 体 系 构 建 71 表 1煤炭企业专网加速体系构建前后对比 Table 1 Comparison before and after construction of private network acceleration system for coal enterprise 主要指标 专网加速体专网 速 系构建前 构建 互联网出口宽带 速率/Gbit s ” 1724 高峰期网络延时/ms15045 高峰期网络抖动 抖动程度大平 高峰期网络丢包率/430 . 5 平均响应时间/ms4525 用户接入宽带 速率/Mbit s ” 20100 网速慢故障率/4. 00.5 联网 速 流量/Gbit s ” 06 互联网交换中心 调度流量/Gbit s ” 07 视频会议质量卡顿严重清 晰 ， 无卡顿 企业云平台异地备份无有 网络安全风险茼可靠 区域限制受本地运营商限制 区域限制 互联网出口成本每月每千兆8万 元 每 月 每 千 兆3万元 从 表 i 可看出， 构建煤炭企业专网加速体系后 增加了互联网出口宽带速率， 提高了互联网用户接 人宽带速率， 提升了网络运行质量； 通过部署互联网 缓存系统加速流量为6 Gbit/s，运用智能DNS调度 系统调度到互联网交换中心的流量为7 Gbit/s ， 该 2 项流量共计13 Gbit/s，约占互联网出口宽带速率 的 54. 1 7 ， 实现了互联网出口带宽资源的合理调 度 ； 实现了企业云平台异地备份， 保障了网络安全 2.天地（ 常州） 自动化股份有限公司， 江 苏 常 州 213015 摘要 针对以电磁式电流互感器为核心的传统电流检测方式存在电流互感器安装与维护困难、 占用空间 大、精度低等问题，设计了 一套以Rogowski线圈为传感头的井下智能变电站电流检测系统。详细介绍了积 分还原电路、自适应放大电路的设计，并进行了系统稳定性分析及Rogowski线圈测试、 线性度测试、 频率特 性测试和温度特性测试。测试结果表明， 该系统具有较高的精度和良好的线性度。 关键词井下智能变电站；电流检测；Rogowski线圈；线性度；频率特性；温度特性 中图分类号TD611. 2 文献标志码A 网络出版地址Lttp //kns. cnki. net/kcms/detail/32. 1627. tp. 20180816. 1059. 001. html Research on current detection system of underground intelligent substation CHEN Lianyu1， GAO Qing2 1. School of Ination 2.Tiandi Changzhou Automation Co.， Ltd. , Changzhou 213015, China Abstract In view of problems of traditional current detection which took electromagnetic current transer as the core t hat it was difficult to install and maintain, took up a lot of space and has low precision, a current detection system of underground intelligent substation with Rogowski coil as sensing head was designed. Design of integral reduction circuit and adaptive amplifier circuit was introduced, and the system stability analysis as well as Rogowski coil test, linearity test, frequency characteristic test and temperature characteristic test were carried out. Test results show that the system has high precision and good linearity. 收稿日期2018-02-06;修回日期2018-07-17;责任编辑胡娴。 基金项目江苏省产学研前瞻性联合研究项目（BY2016030-19。 作者筒介陈连玉（1970 男，江苏徐州人，副教授，工程师， 研究方向为电力系统自动化、 电力检测技术，E-mailhenly4254sina. com。 引用格式陈连玉， 高晴.井 下 智 能 变 电 站 电 流 检 测 系 统 研 究 工 矿 自 动 化，2018,449 2-76. CHEN Lianyu， GAO Qing. Research on current detection system of underground intelligent substation[J]. Industry and Mine Automation， 2018,449 2-76. work safety ination plat based on cloud computing]. ZhongzhouCoal， 2016“ 110-113. [ 1 ] 霍中刚， 武先利.互联网m智慧矿山发展方向煤 炭科学技术， 2016,44728-33. H U O Zhonggang,WU Xianli. Development tendency of Internet plus intelligent mine[J]. Coal Science and Technology,2016,447 28-33. 2 ] 田爱宝.高校多运营商网络出口策略的分析与研究 微型电脑应用， 2017,3312 58-60. TIAN Aibao8Analysis and research on the export strategy of multi-operator network in colleges and universities[J]. Microcomputer Applications, 2017,33 1258-60. [13]朱国萍.面向用户感知的移动互联网缓存加速系统研 究）].电信快报， 2018421-25. [ 4 ] 刘冬彦.浅论波分复用器在光纤通信中的应用）].中 国新通信， 2018,20497. 5]郭进起.国内中小ISP C D N缓存建设要点）].有线 技术20158 43-488