免费智能真题库 > 历年试卷 > 网络管理员 > 2011年上半年 网络管理员 上午试卷 综合知识
  第39题      
  知识点:   堆叠模式   交换机      矩阵   以太网
  关键词:   以太网交换机   交换机   以太网        章/节:   计算机网络基础知识       

 
以太网交换机采用矩阵叠模式互连时,需要一个(39)来连接所有的下层交换机
 
 
  A.  菊花链堆叠总线
 
  B.  堆叠中心
 
  C.  菊花链中心
 
  D.  混合交换中心
 
 
 

 
  第56题    2019年下半年  
   28%
不属于路由器性能指标的是(56)。
  第28题    2013年下半年  
   40%
4个网络172.16.0.0,172.16.1.0,172.16.2.0和172.16.3.0,经路由器汇聚后的地址是(28)。
  第70题    2016年上半年  
   31%
某PC的Internet协议属性参数如下图所示,默认网关的IP地址是(70)。
   知识点讲解    
   · 堆叠模式    · 交换机    ·     · 矩阵    · 以太网
 
       堆叠模式
        堆叠通常是为了扩充带宽用的,通常用专门的堆叠卡插在交换机的后面,用专门的堆叠电缆连接几台交换机,堆叠后这几台交换机相当于一台交换机。堆叠是采用交换机背板的叠加,使多个工作组交换机形成一个工作组堆,从而提供高密度的交换机端口。堆叠中的交换机就像一个交换机一样,配置一个IP地址即可。
        级联是通过交换机的某个端口与其他交换机相连的,而堆叠是通过集线器的背板连接起来的,它是一种建立在芯片级上的连接。如两个24口交换机堆叠起来的效果就像是一个48口的交换机。
        常见的堆叠有两种,即菊花链堆叠和矩阵堆叠。
 
       交换机
        交换机(Switch)是采用电话交换机的原理,它可以让多对端口同时发送或接收数据,每一个端口独占整个带宽,从而大幅度提高了网络的传输速率。交换机提供了另一种提高数据传输速率的方法,且这种方法比FDDI、ATM的成本都要节省许多,交换机能够将以太网络的速率提高至真正的10Mb/s或100Mb/s。目前这种产品已十分成熟,在高速局域网中已成为必选的设备。
 
       堆
        1)定义
        n个元素的序列{k1, k2, …, kn}当且仅当满足以下的关系式时才称之为堆:,并相应地称为小顶堆或大顶堆。
        2)判断办法
        判断堆的办法是把序列看成一棵完全二叉树,若树中所有非终端节点的值均不大于(或不小于)其左右孩子的节点的值,则该序列为堆。
        3)典型应用
        堆的典型应用是堆排序。堆排序首先要根据待排序记录的关键字建立初始堆,其方法是:将待排序的关键字按层序遍历方式分放到一棵完全二叉树的各个节点中,显然所有i>[n/2]的节点ki都没有子节点,以这样的ki为根的子树已经是堆,因此初始堆可从完全二叉树的第(i=[n/2])个节点开始,通过调整,逐步使以k[n/2], k[n/2]-1, …, k2, k1为根的子树满足堆的定义。
        注意:堆与一棵完全二叉树对应,但堆本身是线性表。
 
       矩阵
        矩阵是很多科学与工程计算问题中研究的数学对象。在数据结构中主要讨论如何在尽可能节省存储空间的情况下,使矩阵的各种运算能高效地进行。
        在一些矩阵中,存在很多值相同的元素或者是零元素。为了节省存储空间,可以对这类矩阵进行压缩存储。压缩存储的含义是为多个值相同的元素只分配一个存储单元,对零元不分配存储单元。
               特殊矩阵
               常见的特殊矩阵有对称矩阵、三角矩阵和对角矩阵等。对于特殊矩阵,由于其非零元的分布都有一定的规律,所以可将其压缩存储在一维数组中,并建立起每个非零元在矩阵中的位置与其在一维数组中的位置之间的对应关系。
               若矩阵An×n中的元素有aij=aji(1≤ijn)的特点,则称之为对称矩阵。
               若为对称矩阵中的每一对元素分配一个存储单元,那么就可将n2个元素压缩存储到能存放nn+1)/2个元素的存储空间中。不失一般性,以行为主序存储下三角(包括对角线)中的元素。假设以一维数组Bnn+1)/2]作为n阶对称矩阵A中元素的存储空间,则Bk](0≤k<nn+1)/2)与矩阵元素aijaji)之间存在着一一对应的关系。
               
               对角矩阵是指矩阵中的非零元素都集中在以主对角线为中心的带状区域中,即除了主对角线上和直接在对角线上、下方若干条对角线上的元素外,其余的矩阵元素都为零。一个n阶的三对角矩阵如下图所示。
               
               三对角矩阵示意图
               若以行为主序将n阶三对角矩阵An×n的非零元素存储在一维数组Bk](0≤k<3n-2)中,则元素位置之间的对应关系为:
               k=3×(i-1)-1+j-i+1=2i+j-3(1≤ijn
               其他特殊矩阵可作类似的推导和计算,这里不再一一说明。
               稀疏矩阵
               在一个矩阵中,若非零元素的个数远远少于零元素的个数,且非零元素的分布没有规律,则称之为稀疏矩阵。
               对于稀疏矩阵,存储非零元素时必须同时存储其位置(即行号和列号),所以三元组(ijaij)可唯一确定矩阵中的一个元素。由此,一个稀疏矩阵可由表示非零元素的三元组及其行、列数唯一确定。
               一个6行7列的稀疏矩阵如下图所示,其三元组表为(1,2,12),(1,3,9),(3,1,-3),(3,6,14),(4,3,24),(5,2,18),(6,1,15),(6,4,-7))。
               
               稀疏矩阵示意图
               稀疏矩阵的三元组表构成一个线性表,其顺序存储结构称为三元组顺序表,其链式存储结构称为十字链表。
 
       以太网
        以太网是最早使用的局域网,也是目前使用最广泛的网络产品。以太网有10Mb/s、100Mb/s、1000Mb/s、10Gb/s等多种速率。
               以太网传输介质
               以太网比较常用的传输介质包括同轴电缆、双绞线和光纤三种,以IEEE 802.3委员会习惯用类似于10Base-T的方式进行命名。这种命名方式由三个部分组成:
               (1)10:表示速率,单位是Mb/s。
               (2)Base:表示传输机制,Base代表基带,Broad代表宽带。
               (3)T:传输介质,T表示双绞线、F表示光纤、数字代表铜缆的最大段长。
               传输介质的具体命名方案如下表所示,了解这些知识是十分必要的。
               
               以太网传输介质表
               
               以太网时隙
               时间被分为离散的区间称为时隙(Slot Time)。帧总是在时隙开始的一瞬间开始发送。一个时隙内可能发送0,1或多个帧,分别对应空闲时隙、成功发送和发生冲突的情况。
                      设置时隙理由
                      在以太网规则中,若发生冲突,则必须让网上每个主机都检测到。信号传播整个介质需要一定的时间。考虑极限情况,主机发送的帧很小,两冲突主机相距很远。在A发送的帧传播到B的前一刻,B开始发送帧。这样,当A的帧到达B时,B检测到了冲突,于是发送阻塞信号。B的阻塞信号还没有传输到A,A的帧已发送完毕,那么A就检测不到冲突,而误认为已发送成功,不再发送。由于信号的传播时延,检测到冲突需要一定的时间,所以发送的帧必须有一定的长度。这就是时隙需要解决的问题。
                      在最坏情况下,检测到冲突所需的时间
                      若A和B是网上相距最远的两个主机,设信号在A和B之间传播时延为τ,假定A在t时刻开始发送一帧,则这个帧在t+τ时刻到达B,若B在t+τ-ε时刻开始发送一帧,则B在t+τ时就会检测到冲突,并发出阻塞信号。阻塞信号将在t+2τ时到达A。所以A必须在t+2τ时仍在发送才可以检测到冲突,所以一帧的发送时间必须大于2τ
                      按照标准,10Mb/s以太网采用中继器时,连接最大长度为2500m,最多经过4个中继器,因此规定对于10Mb/s以太网规定一帧的最小发送时间必须为51.2μs。51.2μs也就是512位数据在10Mb/s以太网速率下的传播时间,常称为512位时。这个时间定义为以太网时隙。512位=64字节,因此以太网帧的最小长度为64字节。
                      冲突发生的时段
                      (1)冲突只能发生在主机发送帧的最初一段时间,即512位时的时段。
                      (2)当网上所有主机都检测到冲突后,就会停发帧。
                      (3)512位时是主机捕获信道的时间,如果某主机发送一个帧的512位时,而没有发生冲突,以后也就不会再发生冲突了。
               提高传统以太网带宽的途径
               以往被淘汰、传统的以太网是以10Mb/s速率半双工方式进行数据传输的。随着网络应用的迅速发展,网络的带宽限制已成为进一步提高网络性能的瓶颈。提高传统以太网带宽的方法主要有以下3种。
                      交换以太网
                      以太网使用的CSMA/CD是一种竞争式的介质访问控制协议,因此从本质上说它在网络负载较低时性能不错,但如果网络负载很大时,冲突会很常见,因此导致网络性能的大幅下降。为了解决这一瓶颈问题,“交换式以太网”应运而生,这种系统的核心是使用交换机代替集线器。交换机的特点是,其每个端口都分配到全部10Mb/s的以太网带宽。若交换机有8个端口或16个端口,那么它的带宽至少是共享型的8倍或16倍(这里不包括由于减少碰撞而获得的带宽)。
                      交换以太网能够大幅度的提高网络性能的主要原因是:
                      .减少了每个网段中的站点的数量;
                      .同时支持多个并发的通信连接。
                      网络交换机有三种交换机制:直通(Cut through)、存储转发(Store and forward)和碎片直通(Fragment free Cut through)。
                      交换式以太网具有几个优点:第一,它保留现有以太网的基础设施,保护了用户的投资;第二,提高了每个站点的平均拥有带宽和网络的整体带宽;第三,减少了冲突,提高了网络传输效率。
                      全双工以太网
                      全双工技术可以提供双倍于半双工操作的带宽,即每个方向都支持10Mb/s,这样就可以得到20Mb/s的以太网带宽。当然这还与网络流量的对称度有关。
                      全双工操作吸引人的另一个特点是它不需要改变原来10Base-T网络中的电缆布线,可以使用和10Base-T相同的双绞线布线系统,不同的是它使用一对双绞线进行发送,而使用另一对进行接收。这个方法是可行的,因为一般10Base-T布线是有冗余的(共4对双绞线)。
                      高速服务器连接
                      众多的工作站在访问服务器时可能会在服务器的连接处出现瓶颈,通过高速服务器连接可以解决这个问题。使用带有高速端口的交换机(如24个10Mb/s端口,1个100Mb/s或1000Mb/s高速端口),然后再把服务器接在高速端口上并使用全双工操作。这样服务器就可以实现与网络200Mb/s或2000Mb/s的连接。
               以太网的帧格式
               以太网帧的格式如下图所示,包含的字段有前导码、目的地址、源地址、数据类型、发送的数据,以及帧校验序列等。这些字段中除了数据字段是变长以外,其余字段的长度都是固定的。
               
               以太网的帧结构
               注:字段的长度以字节为单位
               前导码(P)字段占用8字节。
               目的地址(DA)字段和源地址(SA)字段都是占用6字节的长度。目的地址用于标识接收站点的地址,它可以是单个的地址,也可以是组地址或广播地址,当地址中最高字节的最低位设置为1时表示该地址是一个多播地址,用十六进制数可表示为01:00:00:00:00:00,假如全部48位(每字节8位,6字节即48位)都是1时,该地址表示是一个广播地址。源地址用于标识发送站点的地址。
               类型(Type)字段占用两字节,表示数据的类型,如0x0800表示其后的数据字段中的数据包是一个IP包,而0x0806表示ARP数据包,0x8035表示RARP数据包。
               数据(Data)字段占用46~1500个不等长的字节数。以太网要求最少要有46字节的数据,如果数据不够长度,必须在不足的空间插入填充字节来补充。
               帧校验序列(FCS)字段是32位(即4字节)的循环冗余码。
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第39题    在手机中做本题