摘 要： 詳細介紹了三一重工CIMS網絡系統的設計方案及方案特點，并從網絡設計技術的角度，討論了網絡設計中的若干關鍵技術。
關鍵詞： CIMS 網絡系統 網絡設計技術
計算機集成制造系統CIMS(Computer Integrated Manufacturing Systems)是一種面向企業的高度智能化科學化的實現企業生產及其事務處理的全過程的系統。隨著技術的飛速進步，市場競爭的空前加快，技術、貿易壁壘的消除，面對更多的體制靈活的對手，競爭的空間成倍擴大，競爭的程度也空前激烈。三一重工也認識到信息技術確實可以提高工作效率，改善產品質量，增強企業的市場競爭能力，并且可能給企業真正帶來經濟和社會效益。CIMS的實施將會提高企業的設計生產能力、完善營銷及服務體系、提高生產產品的質量、建立科學有效的管理體系、完善企業信息管理體系和培養高素質人才。
網絡系統是企業的CIMS的基礎設施，是企業進行信息集成、系統集成的基礎。建立高速安全的企業內部骨干網，實現三一重工各部門之間的信息交流和CIMS中各子系統的連接。企業內部骨干網與外界信息網互連，實現企業異地辦事機構與企業內部之間的信息傳遞，為多種應用系統提供可靠的網絡支持環境。企業網絡系統采用高速交換式計算機網絡系統，在內部能夠實現ERP、PDM，對外實現計算機網絡與Internet互連，使企業能夠快速的了解市場信息，行業發展及形式，更快速的響應市場。加速各部門之間、企業與市場之間的交流和溝通，為企業加入市場競爭提供有利條件。
1 網絡設計方案
三一重工CIMS(SYCIMS)網絡系統是直接為各級領導和員工服務的系統，是一個多功能的計算機網絡應用系統。網絡系統的總體目標是構建三一重工企業網絡系統，并與Internet相連，構筑企業內部網并與外部Internet相聯，初步形成營銷信息網絡及設計、生產、物資供應信息體系，完善開發、運行平臺，實現信息共享。此后繼續完善網絡結構，進一步發展為企業Intranet，逐步形成完善的營銷信息網絡及物資供應信息體系，使公司更快、更好、更準地掌握市場，駕馭市場并為我所用。
三一重工的企業網絡系統的設計采用“應用驅動法”其主要支撐的應用軟件主要包括三大部分：
(1)CAD/CAE/CAPP/CM及PDM：用于面向庫存和面向訂單的產品設計、特性分析、并為加工中心產生工藝和控制數據，由PDM對全流程信息進行管理和控制。重點是提高設計速度和質量，強化設計過程的圖文管理，解決新產品和立體車庫虛擬裝配的問題。
(2)ERP：用于財務(特別是財務分析和成本)和供、銷、存的物流、資金流信息采集、處理，制定生產規劃與計劃，完成人事管理與領導查詢等，并將上述信息和PDM、網上信息有效集成。重點是優化生產調度，縮短生產周期，降低生產成本和庫存。
(3)網上信息處理：包括產品、用戶跟蹤信息，駐外銷售人員、采、銷等市場信息進行有效集成和處理、反饋。重點是提高售后服務質量，強化市場與駐外機構的控制。
SYCIMS網絡邏輯結構如圖1所示。SYCIMS網絡采用以2臺3COM公司CoreBuilder 3500(每臺配置一個6端口100M TX模塊，一個6端口100M FX模塊)具有第三層交換功能(VLAN)的高可用、高可配置的快速以太交換機作為中心交換器及8臺3COM Superstack3300 (24個10M/100M TX端口，1個100M FX上連模塊)作為部門交換機的快速以太網絡。使用Cisco 2511訪問服務器通過專線DDN連接INTERNET，同時，提供多個異步訪問口，保證移動辦公的需要。在內部網與路由器之間設立三網卡防火墻，并將INTERNET服務(DNS、E－MAIL、WWW)放置在防火墻DMZ區域內。網絡主干通協議為TCP/IP，網絡操作系統為Windows NT。數據訪問采用Client/Server 和Browse/Server相結合的方式。
該網絡設計方案的主要特點有：
(1)采用具有第三層交換能力的網絡交換機，實現了按端口、MAC地址、應用等來劃分虛擬網絡，有效地控制了企業內部網絡的廣播流量和提高了企業內部網絡的安全性。
(2)具有高可靠性、高安全性、先進性、開放性、可維護性和可擴展能力，實現交換100M到桌面，現有網絡設備可方便支持主干網擴充至1000M。
(3)采用高性能的IBM Netfinity系列服務器，作為本網絡ERP服務器、PDM服務器、Internet服務器。其中ERP服務器采用兩臺IBM Netfinity 5500，配置4*9.1G磁盤陣列，實現雙機熱備份，以提高系統的可靠性。ERP和PDM服務器放置在防火墻內，以提高系統的安全性。Internet服務器放置在防火墻非軍事區(DMZ)內。
(4)采用64K DDN專線連入Internet，同時提供了遠程撥號訪問方式，也考慮了簡單的VPN方案。
(5)軟硬件系統應能支持分布式數據庫處理，支持Client/Server計算；支持多種協議和多種接口的開放網絡。
(6)網絡管理系統具有監測、診斷、過濾和故障隔離等功能。
2 網絡設計關鍵技術
網絡設計的總體目標是：先進、適應、開放、可靠、安全和實用。總體目標的實現是需要先進合理的設計作為保障，下面就網絡設計中的幾個關鍵技術進行探討。
(1)企業網需求分析
企業網絡需求分析主要根據企業的業務發展需求和企業信息技術應用需求，提出企業網建設的總體目標和關鍵技術指標，這是企業網建設的出發點，也是保證企業網建設成功的關鍵點。一般說來，在企業網需求分析中采用“應用驅動法”或“基礎設施法”。前者根據企業計算應用系統對企業網的需求，歸納和綜合出整個企業對建設企業網的需求；后者將企業網作為一種信息設施來規劃和構造，從企業的整體發展和信息技術的發展角度，歸納出企業網建設的需求。目前基本采用應用驅動法。
(2)業務流、信息流和網絡流模型建立
在企業網需求分析中，應建立企業業務流模型，業務流模型充分反映企業的工作流程。信息流模型反映企業的數據流動情況，體現了企業各部門間的信息交流。網絡流模型應依據信息流和網絡結構，反映企業網中信息傳輸情況。建立三個模型的關聯關系，使業務流、信息流和網絡流緊密集合，這對于企業網設計是十分重要的。
(3)企業網絡布線系統設計
開放式布線系統所提供的配線系統結構非常科學并且使用上也相當靈活，在外觀及布局上也適應對整個辦公環境整潔、美觀的要求。布線系統采用的設備必須為通用且符合標準的設備及配件，包括傳輸介質(雙絞線、光纖)、配線箱(電纜配電箱、光纜配線箱、連接器)、標準信息插座、插頭、適配器、電子保護器裝置以及專用的安裝工具、檢測工具等等。布線系統關系到網絡性能、投資效益、實際運行效果及日常維護擴充等諸方面問題，因此在進行企業網絡布線系統設計應充分考慮以下因素：布線介質、布線方式、布線范圍、弱電系統集成、強電與弱電布線的關系、企業基建計劃、企業發展需求等。
(4)網絡技術選型
爭對應用的需求，目前主干網絡技術一般為高速以太網或ATM網。ATM技術是基于信元的交換式網絡，以完善的端到端協議將局域和廣域網結合起來。ATM的最大特點在于其對網絡流量的精確控制，能很好地節約帶寬資源，有QOS保證，最適合多媒體信息網上的傳輸。快速以太網提供100M或1000M信息傳輸服務，隨著高速網絡技術的發展，千兆以太網也已變得成熟、實用。千兆以太網繼承了以太網得優點和缺點，但帶寬更高，傳輸速度更快。一般說來，含有多媒體服務(視頻會議系統等)的企業網應選擇ATM技術，支持管理應用系統(ERP、PDM等)的企業網采用快速以太網。
(5)硬件設備選型
服務器：服務器的性能需求分析應依據企業應用系統，并充分考慮數據的快速增長，一般說來，新應用系統的前三年的數據增長率為200%。服務器的關鍵性指標就是可靠性和可用性。可靠性主要是指服務器出現部件故障的可能性；可用性則指服務器聯機的時間百分比。可靠性主要與硬件故障有關。一般硬件故障占所有服務器故障的20%～50%之間，剩余的功能異常則是由軟件引起的。按照遞減順序，服務器中的最有可能出現故障的部件依次是磁盤驅動器、電源、風扇、內存、插入卡以及中央處理器。應考慮易出現故障部件的解決方案。群集技術是為提高服務器的可用性出現的。但其會增加企業服務器成本，迫切需要群集的應用，包括Web服務器、企業網(Intranet)、電子商務以及其他需要極高可用性的應用環境。
網絡系統：系統的設計一定要采用較為先進的組網技術，選用代表當時市場潮流和發展趨勢的計算機公司的網絡產品和系統，這樣既可滿足當前的需要，又能充分考慮其整個生命周期的長期需求。系統的建設應遵循先進性、可靠性、可管理性、安全性、開放性、延續性和高性能價格比的要求。目前，市場上網絡設備的品種很多，各自具有其獨特的性能特點。在選擇網絡產品設備時，一定要根據網絡系統本身的需求和特點來決定采用哪一個廠商以及哪一個款式的產品。主要依據還應該歸結到產品在本系統應用中的性能價格比。
(6)網絡安全設計
企業網絡安全的核心是企業信息的安全。為防止非法用戶利用網絡系統的安全缺陷進行數據的竊取、偽造和破壞，必須建立企業網絡信息系統的安全服務體系。Intranet必須受到保護，防火墻是最重要的手段之一。現代防火墻必須采用綜合安全技術，有時還需加入信息的加密存儲和加密傳輸技術，方能有效地保護系統的安全。對于電子商務還需采用數字簽名、數字郵戳、數字憑證等安全技術方能有效地保護企業的利益。另一方面，當重視安全問題時，還必須注意保持網絡安全性與可訪問性之間的平衡。商業的需求要求網絡的某些部分必須易于訪問，這樣才能激勵人們使用它。Internet和Intranet被企業廣泛地接受，并作為企業增強競爭力和改善IT服務的渠道，其主要原因就是它們改善了網絡的可訪問性。但是，開放網絡在提供了更好的可訪問性的同時，也將企業數據暴露在不斷增長的病毒以及未授權訪問的威脅之下。因此，每個企業都必須考慮安全策略、執行安全策略的工具以及承擔因安全缺陷而受到傷害的風險。
(7)VLAN技術
VLAN技術有效地控制了企業內部網絡的廣播流量和提高了企業內部網絡的安全性。在交換式以太網中，利用VLAN技術，可以將由交換機連接成的物理網絡劃分成多個邏輯子網。也就是說，一個VLAN中的站點所發送的廣播數據包將僅轉發至屬于同一VLAN的站點。而在傳統局域網中，由于物理網絡和邏輯子網的對應關系，因此任何一個站點所發送的廣播數據包都將被轉發至網絡中的所有站點。在交換式以太網中，各站點可以分別屬于不同的VLAN。構成VLAN的站點不拘泥于所處的物理位置，它們既可以掛接在同一個交換機中，也可以掛接在不同的交換機中。VLAN技術使得網絡的拓撲結構變得非常靈活，例如位于不同樓層的用戶或者不同部門的用戶可以根據需要加入不同的VLAN。基于交換式以太網實現VLAN主要有三種途徑：基于端口的虛擬、基于MAC地址的虛擬和基于網絡地址的虛擬。
(8)VPN技術
VPN系統使分布在不同地方的專用網絡在不可信任的公共網絡上安全地通信。它采用復雜的算法來加密傳輸的信息，使得敏感的數據不會被竊聽。其處理過程大體是這樣：要保護的主機發送明文信息到連接公共網絡的VPN設備；VPN設備根據網絡管理員設置的規則，確定是否需要對數據進行加密或讓數據直接通過；對需要加密的數據，VPN設備對整個數據包(包括要傳送的數據、源IP地址和目標IP地址)進行加密和附上數字簽名(鑒別)；VPN設備加上新的數據報頭，其中包括目的地VPN設備需要的安全信息和一些初始化參數；VPN設備對加密后數據、鑒別包以及源IP地址、目標VPN設備IP地址進行重新封裝，重新封裝后的數據包通過虛擬通道在公網上傳輸；當數據包到達目標VPN設備時，數據包被解封裝，數字簽名被核對無誤后數據包被解密。
企業網絡是企業信息集成和交流的基礎，合理的規劃設計網絡對于企業的信息技術的應用、管理水平的提供、適應市場的能力都是十分重要的。本文探討了主干網的構建技術，網絡分段技術、與外部網的聯接及數據安全技術、內部Intranet網的形成等。根據企業的實際情況，將企業內部網劃分成的幾個獨立VLAN，子網之間利用交換機進行通信與聯接，減少主干網上的信息流量，提高數據的存取速度。與外部網的聯接使Web服務器與防火墻技術，保證外部人員的操作有較好的安全控制手段。
參考文獻
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4 SYCIMS聯合設計組，SYCIMS詳細設計報告