基層人民銀行無線災備線路建設(shè)思考
時間:2022-12-14 10:26:19
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摘要:無線通信技術(shù)發(fā)展日新月異,為人民銀行分支機構(gòu)開展無線災備網(wǎng)絡建設(shè)提供了良好的產(chǎn)業(yè)條件和技術(shù)供給。人民銀行宿遷市中心支行根據(jù)《中國人民銀行信息技術(shù)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》要求,組織轄內(nèi)縣支行開展4G災備線路建設(shè)。本文針對無線災備網(wǎng)絡的體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡搭建、路由選擇、安全設(shè)計等具體內(nèi)容進行了深入研究,并通過測試,有效驗證了無線災備網(wǎng)絡的可行性、安全性和穩(wěn)定性,為下一步工作提出意見和建議。
關(guān)鍵詞:無線災備網(wǎng)絡;人民銀行網(wǎng)絡;網(wǎng)絡架構(gòu)轉(zhuǎn)型
一、實施背景
無線通信技術(shù)發(fā)展日新月異,相關(guān)技術(shù)不斷迭代突破。從上游的芯片、射頻器件、光模塊以及光器件等產(chǎn)業(yè),到中游的系統(tǒng)集成、終端設(shè)備、IT支撐等業(yè)務領(lǐng)域,再到下游的移動通信運營商,產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)持續(xù)開拓創(chuàng)新。技術(shù)進步帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展,產(chǎn)業(yè)發(fā)展又促成相關(guān)技術(shù)被應用到經(jīng)濟社會的各個領(lǐng)域。在設(shè)備和線路不斷降價的同時,無線網(wǎng)絡的安全性、可靠性、易用性得到極大提升,為人民銀行分支機構(gòu)開展無線災備網(wǎng)絡建設(shè)提供了良好的產(chǎn)業(yè)條件和技術(shù)供給。相關(guān)研究表明,人民銀行傳統(tǒng)的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸模式呈現(xiàn)8/2的特點,即80%的數(shù)據(jù)流量在局域網(wǎng)內(nèi),20%的數(shù)據(jù)流量在局域網(wǎng)外。但隨著人民銀行系統(tǒng)“三集中”工作的開展,業(yè)務上收、資源整合、數(shù)據(jù)集中等工作逐漸完成,傳統(tǒng)基層人民銀行的網(wǎng)絡流量發(fā)生了根本性、結(jié)構(gòu)性的改變,由8/2變成了2/8模式。因此,維護網(wǎng)絡系統(tǒng)的通暢日益成為人民銀行各業(yè)務條線的履職基礎(chǔ),也成為基層人民銀行科技工作的首要任務。然而,傳統(tǒng)上基層人民銀行分支機構(gòu)的互聯(lián)依托運營商的有線網(wǎng)絡,雖然存在主備兩條有線專線與上下級機構(gòu)聯(lián)系,但由于市政規(guī)劃原因,不同運營商的線路一般布局在相近的物理區(qū)域內(nèi),一旦發(fā)生重大災害、嚴重沖突等不可抗力事件,主備有線線路可能同時斷開,且短時間內(nèi)難以恢復,后果不堪設(shè)想。在此背景下,建設(shè)無線災備網(wǎng)絡呼之欲出?;谝陨瞎┬鑳煞矫姹尘?,人民銀行宿遷市中心支行根據(jù)《中國人民銀行信息技術(shù)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》要求,在上級行的指導下,結(jié)合基層實際情況,組織轄內(nèi)縣支行開展4G災備線路建設(shè)。工程實踐得到了上級行的肯定,并在全省推廣。本文針對無線災備網(wǎng)絡的體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡搭建、路由選擇、安全設(shè)計等具體內(nèi)容進行了深入研究,并通過測試,有效驗證了無線災備網(wǎng)絡作為應急措施的可行性、安全性和穩(wěn)定性,為下一步工作提供意見和建議。
二、體系結(jié)構(gòu)
各縣支行原有專線業(yè)務通過MSTP專線與中支實現(xiàn)互聯(lián)互通,新增無線災備線路拓撲結(jié)構(gòu)如下:各結(jié)點部署一臺4G路由器,使用運營商提供的4G撥號上網(wǎng)UIM卡;各結(jié)點原在網(wǎng)路由器新增電口與4G路由器連接;一臺LNS設(shè)備(L2TP網(wǎng)絡服務器)部署在運營商端,負責中心交換;每個結(jié)點4G路由器通過無線信號接入GGSN,并與LNS設(shè)備建立大二層VPN隧道,再通過LNS設(shè)備進行互訪;最后通過靜態(tài)路由方式實現(xiàn)中支和縣支互連,如圖1所示。
三、網(wǎng)絡搭建
項目主要使用VPN技術(shù)在物理的公用網(wǎng)絡上建立邏輯的專用網(wǎng)絡,并利用加密技術(shù)、隧道技術(shù)、密鑰管理技術(shù)和認證技術(shù)對數(shù)據(jù)進行封裝。本方案的VPN技術(shù)結(jié)合了服務器、硬件、軟件等多種方式,依賴的VPDN技術(shù)是基于撥號接入的虛擬專用網(wǎng),是一種撥號的VPN。而LNS路由器是一臺專門用于L2TP類型VPN接入、匯聚、認證的路由器,具體網(wǎng)絡建立步驟是:4G路由器插上4G卡,通過4G網(wǎng)絡訪問有固定IP的LNS設(shè)備;LNS設(shè)備上設(shè)立L2TP撥號VPN、撥號域賬號等信息;4G路由器向LNS發(fā)起L2TP撥號,LNS在驗證賬號合法后,與4G路由器建立VPN通道,至此虛擬鏈路通道建立。通道建立后,分組數(shù)據(jù)被以UDP的方式封裝在L2TP的隧道內(nèi)部,在中支與縣支行之間流動。
四、路由選擇
應急災備網(wǎng)絡啟用時一般都是臨危受命,因此必須實現(xiàn)路由快速收斂、網(wǎng)絡快速恢復,同時由于無線網(wǎng)絡本身性能受限和災備環(huán)境惡劣,必須保障路由開銷小、網(wǎng)絡運行穩(wěn)。傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡一般使用動態(tài)路由協(xié)議,但有線網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)復雜,手工配置靜態(tài)路由不僅工作量大而且容易出現(xiàn)錯誤,而動態(tài)路由會自動發(fā)現(xiàn)和修改路由,避免了人工維護和操作失誤,但動態(tài)路由協(xié)議開銷大、初始協(xié)議配置復雜。相對的,靜態(tài)路由則具有配置簡單、穩(wěn)定性好、無計算開銷等特點,但路由選擇完全依賴手動設(shè)置的路由表。實際上,動態(tài)路由協(xié)議是用額外的網(wǎng)絡帶寬、計算資源和運算時間來換取路由對網(wǎng)絡拓撲變化的適應性,當前的無線災備網(wǎng)絡建設(shè)初衷并非著眼于無線網(wǎng)絡的移動性,網(wǎng)絡拓撲變化的需求遠遠小于對網(wǎng)絡本身穩(wěn)定性和即時性的需求,所以結(jié)合無線網(wǎng)絡的特點和應急災備的需求,4G無線災備網(wǎng)絡采用靜態(tài)路由方式組織分組數(shù)據(jù)流向。有線路由使用OSPF路由協(xié)議,新增4G災備線路路由只需在相應結(jié)點的原在網(wǎng)路由器上使用import-routestatic命令將靜態(tài)路由項導入OSPF中即可。由于有線路由的優(yōu)先級高于4G災備線路路由,所以分組數(shù)據(jù)只有在有線路由失效的情況下才會選擇4G災備線路路由,實現(xiàn)路由自動選擇功能,達到路由備份繼而線路備份的目的。
五、安全設(shè)計
根據(jù)《中國人民銀行網(wǎng)絡安全管理規(guī)定》(銀發(fā)〔2019〕169號)和《人民銀行信息系統(tǒng)信息安全等級保護實施指引(試行)》(銀發(fā)〔2011〕173號)等文件要求,人民銀行業(yè)務網(wǎng)與其他各類內(nèi)外部網(wǎng)絡均需相互隔離,同時在網(wǎng)絡邊界需部署有重要網(wǎng)絡安全設(shè)施。相較而言,有線網(wǎng)絡的網(wǎng)絡連接相對固定、網(wǎng)絡邊界相對確定,無線網(wǎng)絡則沒有一個明確的防御邊界。同時,無線網(wǎng)絡的開放性使得網(wǎng)絡更容易受到被動竊聽或主動干擾等各種攻擊。所以安全設(shè)計是無線災備網(wǎng)絡建設(shè)的重要內(nèi)容,本方案設(shè)置了3道安全措施。(一)接入認證。4G無線接入的AAA認證過程是對用戶的域名進行鑒權(quán)認證,VPDN成員是以形式登錄的,與互聯(lián)網(wǎng)完全隔離。4G無線接入的AAA服務器對登錄用戶的域名和UIM卡進行綁定審核驗證,驗證通過后,方可接入4G網(wǎng)絡。(二)轉(zhuǎn)發(fā)檢驗。4G用戶接入后需要進行第二次檢查,即除了4G無線接入網(wǎng)對用戶進行認證外,還將由LNS路由器對用戶進行二次檢查,二級的AAA服務器將鑒別VPDN成員的用戶名和密碼的正確性,這進一步提高了網(wǎng)絡安全性。LNS路由器與運營商PE之間通過CN2專線連接,保證用戶數(shù)據(jù)與互聯(lián)網(wǎng)物理隔離。(三)數(shù)據(jù)加密。當4G路由器通過接入認證、獲得IP地址后,各無線結(jié)點之間的數(shù)據(jù)分組將被封裝起來實現(xiàn)透明傳輸,同時傳輸將通過IPSec進行加密。IPSec引進了完整的安全機制,包括加密、認證和數(shù)據(jù)防篡改功能,解決了傳統(tǒng)TCP/IP體系缺乏安全設(shè)計的問題。
六、測試
4G災備線路建設(shè)中,人民銀行宿遷市中心支行多次組織開展了4G災備線路切換測試,完善了相關(guān)軟硬件參數(shù)配置。測試中模擬兩條有線專線同時出現(xiàn)中斷的情況,在MSTP線路中斷且端口保持UP的狀態(tài)下,4G災備線路速率經(jīng)測試達到20-50M(目前有線專線的速率為20M),中支到縣支的端到端ping時延為30-40ms,雖然不及有線專線的3-4ms,但可以滿足緊急情況下的業(yè)務需求。測試階段還重點驗證了在發(fā)生不可抗力事件時的應對情況。具體是,假定有線網(wǎng)絡基礎(chǔ)設(shè)施大面積癱瘓,在完全由無線網(wǎng)絡負載承壓的環(huán)境下,運營商出動通信應急車,確保網(wǎng)絡整體切換順利、使用平穩(wěn)。4G災備線路費用主要包括設(shè)備投入、流量卡費用和電路費用,經(jīng)招標實施,單卡40G免費流量,滿足應急需要,項目整體建設(shè)和運行成本在可接受范圍內(nèi)。從總體評估看,4G災備線路傳輸速率高,具有較好的安全性,設(shè)備簡單、易用,線路租賃價格適中,符合基層人民銀行業(yè)務連續(xù)性保障要求,達到線路建設(shè)的預期目標。
七、總結(jié)
一是制度設(shè)計和管理辦法層面,做到制度化管理運維、常態(tài)化應急演練,堅持平戰(zhàn)結(jié)合的指導思想。災備管理制度設(shè)計總原則包括:統(tǒng)一領(lǐng)導,層層負責;未雨綢繆,預防為主;快速反應,協(xié)同合作。制度設(shè)計要覆蓋安全管理機構(gòu)、人員安全管理、系統(tǒng)安全管理和系統(tǒng)運維管理等多個領(lǐng)域。應根據(jù)年度計劃安排,確保每年組織一次包括災難模擬、人員集結(jié)、指揮決策等管理流程在內(nèi)的綜合性年度演練,演練前要制定能立即中斷演練的應急預案,防止演練過程中出現(xiàn)真實一級以上事件,演練結(jié)束后應及時報送演練總結(jié)報告。最后,針對縣支行網(wǎng)絡技術(shù)隊伍不足的問題,應加強對網(wǎng)絡技術(shù)人才的培養(yǎng),定期舉辦技術(shù)培訓。建立常態(tài)化的科技人員上掛下派交流制度,讓縣支行的科技人員有更多技術(shù)實踐機會和理論學習機會,緩解人員配置和工作安排不匹配造成的“吃不飽、吃不消”的情況。二是技術(shù)研究和創(chuàng)新應用層面,需擴大無線災備體系的覆蓋廣度和加強應用深度。覆蓋廣度方面,需做到無線災備網(wǎng)絡對省市縣三級人民銀行機構(gòu)全覆蓋。目前,現(xiàn)有的有線網(wǎng)絡體系架構(gòu)屬于樹型結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)上聯(lián)層層匯聚。樹型結(jié)構(gòu)的拓撲簡單、層次分明,易于擴展和隔離局部網(wǎng)絡故障,但是上聯(lián)結(jié)點的故障會阻隔下聯(lián)網(wǎng)絡區(qū)域與其他網(wǎng)絡區(qū)域的通信,數(shù)據(jù)上聯(lián)層層依賴。因此,需要讓縣支行擺脫對地市中支級無線結(jié)點的依賴,切實提高無線災備水平。應用深度方面,隨著云計算、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等新技術(shù)的日趨成熟與應用普及,人民銀行基礎(chǔ)信息系統(tǒng)架構(gòu)正在向虛擬化、扁平化轉(zhuǎn)型,對分支行網(wǎng)絡支撐能力和數(shù)據(jù)處理能力提出更新、更高的要求。本次項目已經(jīng)在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)星型組網(wǎng),邏輯上可以通過LNS設(shè)備實現(xiàn)網(wǎng)狀拓撲,但由于無線災備網(wǎng)絡系統(tǒng)設(shè)計初衷和無線系統(tǒng)性能所限,目前在網(wǎng)絡層仍使用的是靜態(tài)路由功能,網(wǎng)絡拓撲也退化為傳統(tǒng)的樹型拓撲。后續(xù)需加大新技術(shù)學習和實踐創(chuàng)新,結(jié)合5G,SDN網(wǎng)絡等新技術(shù),探索推動無線災備網(wǎng)絡向無線常備網(wǎng)絡演進,與有線網(wǎng)絡實現(xiàn)優(yōu)勢互補和協(xié)同發(fā)展。下一步,人行宿遷中支將堅持“守正創(chuàng)新、安全可控”的基本原則,在總分行的統(tǒng)一領(lǐng)導下,為人民銀行網(wǎng)絡架構(gòu)轉(zhuǎn)型探索制度設(shè)計、驗證技術(shù)路線、積累實踐經(jīng)驗。
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作者:蔡斌 楊志輝 單位:1.中國人民銀行南京分行 2.中國人民銀行宿遷市中心支行