CN101494584A - 数据传送系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种数据传送系统。该系统包括设置在竞赛场馆远端数据中心内的、用于对数据进行统一处理的核心层设备、设置在室外竞赛场馆内的用于为用户提供数据上传接口的数个接入层设备，以及设置于竞赛场馆通信机房内的且用于连接所述核心层设备和接入层设备的数个汇聚层设备；在所述核心层设备、汇聚层设备和接入层设备上统一设置有数个为不同用户提供私有数据传送通道的、且完全隔离的虚拟局域网。本发明数据传送系统基于二层以太网VLAN技术，通过在全网各个网络设备上划分VLAN的方法区分各通讯社私有数据业务，从而在保证全网安全和彼此隔离的前提下，满足了在单一物理网络上同时运行多家通讯社业务的需求；提高了数据传输的实时性和传输速度。
Description
技术领域
本发明涉及数据传输技术，尤其涉及一种数据传送系统，属于通信技术领域。
背景技术
通信技术的日益发展成熟使其得以在大型体育赛事的新闻报道领域发挥越来越重要的作用。它深刻地改变了新闻数据的收集和发布方式。传统方法是新闻记者在现场拍摄照片，然后将照相机带回到新闻中心，将照片等下载到计算机上进行编辑处理后发布，图片等新闻数据从拍摄到向公众进行报道需要经过较长的时间。在这一过程中，将会耗费过多的人力成本人和时间成本，不能很好地满足媒体对于新闻报道高时效性的特殊需求。
随着网络技术的发展，当前可以采用的数据收集手段是通过新闻中心和比赛场馆之间的数据网络进行传输，记者可以直接在新闻现场通过运营商提供的公共互联网接入服务，例如非对称数字用户环路网络(Asymmetrical Digital Subscriber Line；简称：ADSL)或者是为其所属媒体专用的租用线路，将照片等数据送达新闻中心。但是现有手段存在带宽不足、运营商的维护成本及用户的使用成本高、接入点少又固定且远离摄影位置，照片不能即拍即传等缺陷。
发明内容
本发明提供一种数据传送系统，用以解决现有技术中带宽窄、用户使用不便以及可靠性不足等缺陷，实现数据可靠并且高速的传送。
本发明提供一种数据传送系统，包括：设置在室外竞赛场馆远端数据中心内的、用于对数据进行统一处理的核心层设备、设置在竞赛场馆内的用于为用户提供数据上传接口的数个接入层设备，以及设置于竞赛场馆通信机房内的且用于连接所述核心层设备和接入层设备的数个汇聚层设备；在所述核心层设备、汇聚层设备和接入层设备上统一设置有数个为不同用户提供私有数据传送通道的、且完全隔离的虚拟局域网。
本发明提供的数据传送系统基于二层以太网VLAN技术，通过在全网各个网络设备上划分VLAN的方法区分各通讯社私有数据业务，从而在保证全网安全和彼此隔离的前提下，满足了在单一物理网络上同时运行多家通讯社业务的需求；提高了数据传输的实时性和传输速度。
附图说明
图1为本发明数据传送系统第一实施例的结构示意图；
图2为本发明数据传送系统第二实施例的结构示意图；
图3为本发明数据传送系统第三实施例的用户使用方式示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明实施例的技术方案。
图1为本发明数据传送系统第一实施例的结构示意图，如图1所示，该系统为虚拟局域网(Virtual Local Area Network；以下简称：VLAN)网络，由三层结构组成，包括核心层、汇聚层和接入层，在每一层网络中均设置有网络设备，即在核心层、汇聚层和接入层上对应设置有核心层设备1、汇聚层设备2和接入层设备3，由核心层设备1、汇聚层设备2和接入层设备3形成数据传送网络上的节点，并且在核心层设备1、汇聚层设备2和接入层设备3上统一设置数个为不同用户提供私有数据传送通道的、且完全隔离的VLAN，各不同用户可以通过分配给其的VLAN进行数据传输。本实施例提供的数据传送系统中，各网络层设备是根据场地实际情况而布置的，具体可以是将用于对数据进行统一处理的核心层设备1设置在场地远端的数据中心例如MPC(主新闻中心)内；而本实施例中的用于为用户提供数据上传接口的数个接入层设备3，以及用于连接核心层设备1和接入层设备3的数个汇聚层设备2均设置于新闻现场，即比赛场地内，以便于用户在新闻发生的第一时间将照片等数据上传到处理中心。保证全网能够安全、稳定地长期运行；保证用户享受高速度、高可靠性的数据传送。
为了保证全网的安全稳定运行，可以在核心层设备所在的数据中心内设置统一网管服务器，其通过交换机与核心网络设备连接，该交换机与核心层设备在同一机房中部署相应的设备管理和网络流量监测软件和硬件设备，对所述核心层设备、汇聚层设备和接入层设备的状态及其端口流量进行监控。维护人员采取24小时不间断监控的方式，对全网的拓扑变化情况、网络设备工作状态以及链路负载情况进行总体掌握。借助网管系统采集到的上述信息，可以达到对任意设备、任意链路、任意用户VLAN的完全控制。
本实施例提供的数据传送系统中，为了达成用户高速实时数据传送的要求，不发生数据拥塞，系统中为核心层设备、汇聚层设备和接入层设备之间的互联中继链路提供充足的带宽资源，需要给核心层设备1与汇聚层设备2之间以及汇聚层设备2与接入层设备3之间的互联提供带宽为千兆的光纤链路。并且为了提供不间断的可靠传输服务，可以给汇聚层设备2配置两条具有不同物理路由的光纤链路用以上联核心层设备1。所述两条链路可采用主备或者负载分担方式使用。每条路由均能承担千兆业务流量，即可得到充足带宽，又能保证高可靠性。
该数据传送系统的接入层设备3处，用户可能在分配给其的端口下串接自有网络设备，系统本身的设计中也存在链路冗余的配置。用户行为和网络设备的动态安全机制的不可预见和不可控造成了本实施例提供的网络中出现物理环路的可能性较大。环路对基于二层以太网技术的网络会带来业务完全不可用的灾难性后果。出于上述考虑，本实施例的所有网络设备应该进行安全策略的配置，对设备的环路避免机制达到人为控制并完全隔绝用户行为所产生的不良影响。
该数据传送系统还可以包括数个备用的核心层设备、汇聚层设备和接入层设备，当正在使用的网络设备发生故障不能正常工作时，可以及时更换备用设备保证整个网络的正常工作。图2为本发明数据传送系统第二实施例的结构示意图，如图2所示，在组建网络时为核心层设备1提供一个备用的核心层设备1’并建立好与其它设备的连接，一旦正在使用的核心层设备1无法正常工作便可直接切换到备用核心层设备1’进行工作接续。为了更好地对整个网络上各个网络设备进行管理和身份合法性认证，该系统还可以包括分别通过接入交换机6与核心层设备1连接的网管服务器4和认证服务器5。对于汇聚层和接入层的备用设备在图中未进行表示，组网时可以根据设备的实际分布情况选择备用设备的数量和设置位置。
以下通过根据本发明数据传送系统而组建的并运用于北京奥运会的多通讯社图片高速传送系统为例，对本发明进行进一步说明。奥运VLAN网络由三层结构组成，包括核心层、汇聚层和接入层，其中汇聚层设备和接入层设备分布于各竞赛场馆内，核心层设备部署在奥运会主新闻中心(MPC)内。汇聚层设备和接入层设备之间通过场馆内部布放的光纤进行连接，二者间接口为千兆光纤接口。汇聚层设备通过各个场馆和MPC之间开通的光纤专线分别与两台核心层设备进行连通，二者间互联同样采用千兆光纤接口。
核心层由在MPC中心机房部署的两台CISCO 4507核心交换机组成，汇聚层由在31个奥运场馆部署的31台汇聚交换机CISCO 3750组成；接入层由在31个奥运场馆的摄影区域部署的75台接入交换机CISCO 2960组成。其中与用户自有设备有互联需求的是核心层与接入层：MPC内的每台核心层交换机分配给每个用户一个千兆光纤接口，通过MPC楼内布放光缆延伸至用户租用空间，供其串接自有设备；各竞赛场馆内的每台接入层交换机上划分4个百兆以太网电接口给每个通讯社用户。网络还配备了相应的网管服务器和认证服务器。另外，为确保在设备硬件故障的情况下可以在最短时间内恢复业务，整个网络还按照每5台接入交换机配置一台备用接入交换机，和每5台汇聚交换机配置一台汇聚交换机的配置，在一些重要场馆共部署了15台备用的2960和6台备用3750设备。
为了保证不同用户之间业务进行完全隔离，采取为每个用户分配一个由其独享的VLAN的方式。在与五大通讯社(包括美联社、法新社、路透社、Getty图片社以及新华社)用户自身设备有互联要求的网络设备上(核心层和接入层)创建五个VLAN，再将需要分配给每个用户独占的接入端口划分给相应的VLAN。VLAN具有二层隔离的功能，属于不同VLAN的端口之间无法互通，因此可以实现各个通讯社之间业务的完全隔离。其实际结果为每个用户构造了一张以MPC为核心的透明传输网络，且相互之间完全隔离，互不影响。
为了满足五大通讯社提出的不间断提供服务并且在异常情况下业务能迅速恢复的要求，赛事期间在MPC设置奥运VLAN统一网管，不间断采集网络运行状态信息，以便维护人员采取行动。鉴于CISCO公司的网管软件产品“CISCO WORKS”仅能满足设备配置管理、拓扑结构查看和告警管理功能，不能借助其进行实时网络流量监控、统计及生成报表，并且告警提示的反应速度较慢，网管人员不能及时发现异常情况。因此网管系统采取功能集合的方式，以“CISCO WORKS”为基础，部署安装有流量监控服务器流量监控软件的流量监控服务器7以及设备网管服务器8。达到了在设备管理和拓扑查看的同时，能够掌握任意设备端口、任意中继链路的流量负载情况，并且通过设备网管服务器能够实时观察到网络中发生的所有事件，包括拓扑改变，端口状态变化以及STP重新计算等。
在奥运VLAN网络设计时，考虑到用户是世界著名的五大通讯社，报道奥运会的记者人数众多，对带宽需求巨大且突发大流量冲击网络的可能性极高。因此汇聚交换机与核心层交换机之间的中继链路设置为双物理路由，根据用户自有网络的使用需求，两条千兆可互为备份或者进行负载分担。即满足了大带宽，又能借此加强了网络的健壮性，进一步满足了通讯社用户提出的不间断可靠传输服务的要求。
在将汇聚交换机上联链路进行冗余配置的同时，不可避免的引入了物理环路的问题。并且用户在核心交换机和接入交换机下串接自有设备时的行为不在网管控制之内，也有形成环路的潜在威胁。图3为本发明数据传送系统第三实施例的用户使用方式示意图，具体情况如图3所示。由于奥运VLAN网络是完全基于二层以太网技术的，物理环路对网络安全性冲击很大，在极端情况甚至会导致带宽被广播风暴占满，设备性能耗尽。鉴于此种可能，设计网络时决定在全网范围内所有与用户自有设备有连接要求的设备上(包括核心交换机和接入交换机)进行安全策略的配置：1、限制端口接收非授权设备发送来的STP管理信息，一旦接收到用户自有设备产生的涉及STP拓扑结构计算的二层以太网帧，立即丢弃并将端口改为非转发状态，这样可以使VLAN网络与用户自有网络在逻辑结构上隔绝，双方不会产生相互的不良影响；2、对广播流量设定阙值，设备在配置后会自动检查所有进入到端口的流量，区分出广播类型的流量并对其进行计数，一旦超过阙值即对其做丢弃处理，在万一不可避免出现物理环路的情形下，也不会造成业务流量被环路产生的广播挤占带宽。如果出现上述情况，网管系统集合中的设备网管服务器会即刻产生一条告知消息通知维护人员知晓，迅速采取行动解除威胁。
根据奥运之前历时一个月的测试，整个网络可以对广播风暴进行有效抑制；可以抵御至少4000条介质访问控制层(Media Access Control；简称MAC)表项的攻击，正常转发不受影响。同时，网络不会受用户行为造成环路的影响。网络支持5个VLAN用户在同一竞赛场馆与主新闻中心MPC之间同时达到100Mbps速率全双工通信。当发生任何影响整个场馆的设备或电路故障时，所有业务都可以自动迂回到前述的汇聚设备上联冗余路由，用户不会有任何流量中断的感觉，传输持续性能优异。
本系统根据通讯社用户在各场馆指定的最佳摄影位置，就近安装接入交换机，使摄影记者可以随时将拍摄的照片就地通过VLAN网络传送到其图片编辑中心，不需进行任何数据配置及验证工作，大大提高了图片传输效率，做到即拍即传。本系统为各家通讯社在各场馆与MPC之间提供了独享的100M带宽，每张照片的传送时间远小于1秒，大大低于采用传统方式进行图片传输的历时，保证了奥运图片报道的极高时效性要求。而且VLAN业务的使用避免了运营商需要维护数量众多点对点专线的局面，降低了维护成本，同时更大幅度降低了通讯社用户的使用成本。据测算，按照每家通讯社向每个场馆派出4名摄影记者，并为每名记者申请一条10M点对点专线进行照片传送计算，完成31个场馆的图片报道需要600万元人民币左右，而使用本发明提供的系统每家通讯社只需交纳100万元左右人民币的租金即可，且每家通讯社在每座场馆和MPC之间均享有私有的100M带宽，十倍于点对点专线的速度。
五大通讯社用户在奥运期间，共通过VLAN网络传送照片400余万张，累计传送流量66Tbits，其中39％是提供给奥委会的官方图片。本次奥运VLAN项目所发明的技术方案，是奥运历史上首次为新闻媒体提供城域范围的传输网络服务，使各通讯社从新闻数据获取到最后发布的历时缩短至一分钟之内，为今后重大体育赛事提供了可借鉴的经验。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1、一种数据传送系统，其特征在于，包括：设置在室外竞赛场馆远端数据中心内的、用于对数据进行统一处理的核心层设备、设置在竞赛场馆内的用于为用户提供数据上传接口的数个接入层设备，以及设置于竞赛场馆通信机房内的且用于连接所述核心层设备和接入层设备的数个汇聚层设备；在所述核心层设备、汇聚层设备和接入层设备上统一设置有数个为不同用户提供私有数据传送通道的、且完全隔离的虚拟局域网。
2、根据权利要求1所述的数据传送系统，其特征在于，还包括设置在所述室外竞赛场馆远端数据中心内的网管服务器，用于对所述核心层设备、汇聚层设备和接入层设备的状态及其端口流量进行监控。
3、根据权利要求1所述的数据传送系统，其特征在于，所述核心层设备、汇聚层设备和接入层设备之间设置有能够提供充足带宽资源的互联中继链路。
4、根据权利要求1或3所述的数据传送系统，其特征在于，所述汇聚层设备与所述核心层设备之间设置有两条均能承担千兆业务流量的不同物理路由。
5、根据权利要求4所述的数据传送系统，其特征在于，在所述接入层设备和核心层设备上设置有用以屏蔽由链路冗余和用户行为可能造成的拓扑环路以及避免广播流量的安全策略。
6、根据权利要求1所述的数据传送系统，其特征在于还包括数个备用的核心层设备、汇聚层设备和接入层设备。
7、根据权利要求2所述的数据传送系统，其特征在于还包括分别通过接入交换机与所述核心层设备连接的流量监控服务器、设备网管服务器和认证服务器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20090729 |