免费智能真题库 > 历年试卷 > 网络管理员 > 2019年下半年 网络管理员 上午试卷 综合知识
  第17题      
  知识点:   计算机网络互联设备   并行处理   架构设计   系统架构
  章/节:   计算机网络基础知识       

 
高并发是指通过设计保证系统能够同时并行处理很多请求,是互联网分布式系统架构设计中必须考虑的因素之一。与高并发相关的常用指标不包括(17)。
 
 
  A.  响应时间
 
  B.  吞吐量
 
  C.  并发用户数
 
  D.  注册用户总数
 
 
 

 
  第36题    2015年上半年  
   32%
参见下面的本地连接配置图,默认网关地址应该配置为()。
  第22题    2015年上半年  
   38%
用路由器对网络进行分段,其优点有()。
  第36题    2015年下半年  
   47%
ARP协议属于(36),若主机A通过交换机向主机B发送数据,主机A和主机B要按照(37)指示的顺序执行下面6个子过程。
a.主机A..
   知识点讲解    
   · 计算机网络互联设备    · 并行处理    · 架构设计    · 系统架构
 
       计算机网络互联设备
        网络互联设备是两个或多个相邻网络互联的接口。按其互联能力划分,可以分为中继器、集线器、网桥、交换机、路由器和协议转换器(网关)等。网络互联设备实现信息包在网络间的转换,与OSI/RM(开放系统互连参考模型)的七层模型关系密切。
               中继器
               由于信号在网络传输介质中有衰减和噪声,使有用的数据信号变得越来越弱,因此为了保证有用数据的完整性,并在一定范围内传送,要用中继器(Repeater)把所接收到的弱信号分离,并再生放大,以保持与原数据相同。
               中继器工作在物理层,在物理层实现两个网络之间的互联,它只能用来连接具有相同物理层协议的局域网,对于高层协议完全透明。
               中继器的主要优点是安装简单、使用方便、价格相对低廉。它不仅起到扩展网络距离的作用,还可以将不同传输介质的网络连接在一起。中继器工作在物理层,对于高层协议完全透明。
               集线器
               集线器(Hub)可以说是一种特殊的中继器,作为网络传输介质间的中心节点,它克服了介质单一通道的缺陷。以集线器为节点中心的优点是:当网络系统中某条线路或某节点出现故障时,不会影响网上其他节点的正常工作,能够提供多通道通信,大大提高了网络通信速度。它的缺点是:由于用户带宽共享,使带宽受限;其广播方式,易造成网络风暴;其非双工传输,使网络通信效率低。
               网桥
               网桥(Bridge)是一个局域网与另一个局域网之间建立连接的桥梁。在局域网中,网桥是工作在介质访问子层的网络设备,相对于OSI模型,它工作在数据链路层。网桥工作在OSI模型的数据链路层。
               常见的网桥可分为透明网桥和源路由网桥。透明网桥是由网桥自己决定路由选择,透明网桥在收到一个帧时,必须决定是丢弃此帧还是转发此帧,若转发此帧,则应根据网桥中的站表来决定转发到哪个局域网。源路由网桥假定每一个站在发送帧时都已经清楚地知道发往各个目的站的路由,在发送帧时将详细的路由信息放在帧的首部。
               1)网桥的优点
               (1)过滤通信量。网桥可以使局域网的一个网段上各工作站之间的通信量局限在本网段的范围内,而不会经过网桥流到其他的网段去。
               (2)扩大了物理范围,也增加了整个局域网上工作站的最大数目。
               (3)可使用不同的物理层,可互联不同的局域网。
               (4)提高了可靠性。如果把较大的局域网分割成若干较小的局域网,并且每个小的局域网内部的通信量明显地高于网间的通信量,那么整个互联网络(ICN)的性能就变得更好。
               2)网桥的缺点
               (1)由于网桥对接收的帧要先存储和查找站表,然后才转发,这就增加了时延。
               (2)在MAC子层并没有流量控制功能。当网络上负荷很重时,可能因网桥缓冲区的存储空间不够而发生溢出,以致产生帧丢失的现象。
               (3)具有不同MAC子层的网段桥接在一起时,网桥在转发一个帧之前,必须修改帧的某些字段的内容,以适合另一个MAC子层的要求,这也需要耗费时间。
               (4)网桥只适合于用户数不太多(不超过几百个)和通信量不太大的局域网;否则有时还会产生较大的广播风暴。
               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。
               路由器
               路由器(Router)用于连接多个逻辑上分开的网络。逻辑网络是指一个单独的网络或一个子网。当数据从一个子网传输到另一个子网时,可通过路由器来完成。因此,路由器具有判断网络地址和选择路径的功能,它能在多网络互联环境中建立灵活的连接,可采用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网。路由器是属于OSI网络应用层的一种互联设备,只接收源站或其他路由器的信息,不关心各子网使用的硬件设备,但要求运行与网络层协议相一致的软件。路由器工作在OSI参考模型的第三层(网络层)。
               网关
               在一个计算机网络中,当连接不同类型而协议差别又较大的网络时,要选用网关(Gateway)设备。网关的功能体现在OSI模型的最高层,它将协议进行转换,将数据重新分组,以便在两个不同类型的网络系统之间进行通信。由于协议转换是一件复杂的事,一般来说,网关只进行一对一转换,或是少数几种特定应用协议的转换,网关很难实现通用的协议转换。用于网关转换的应用协议有电子邮件、文件传输和远程登录等。
               网关和多协议路由器组合在一起可以连接多种不同的系统。和网桥一样,网关可以是本地的,也可以是远程的。常见的网关有电子邮件网关、IBM主机网关、因特网网关和局域网网关等。
               冲突域是连接在同一导线上的所有工作站的集合。这个域代表了冲突在其中发生并传播的区域,这个区域可以被认为是共享段。在OSI模型中,冲突域被看作第一层的概念,连接同一冲突域的设备有集线器(Hub)、中继器(Repeater)或者其他进行简单复制信号的设备。也就是说,用Hub或者Repeater连接的所有节点可以被认为是在同一个冲突域内,它不会划分冲突域。而第二层设备(如网桥、交换机)和第三层设备(如路由器)都可以划分冲突域。
               广播域是接收同样广播消息的节点集合。由于广播域被认为是OSI中的第二层概念,所以像集线器、交换机等第一层、第二层设备连接的节点被认为都是在同一个广播域。而路由器、第三层交换机则可以划分广播域。
 
       并行处理
        本节主要介绍几种多处理机系统。
        (1)超级标量处理机。在超级标量处理机中,配置了多个功能部件和指令译码电路,采取了多条流水线,还有多个寄存器端口和总线,因此可以同时执行多个操作,以并行处理来提高机器速度。它可以同时从存储器中取出几条指令同时送入不同的功能部件。超级标量机的硬件是不能重新安排指令的前后次序的,但可以在编译程序时采取优化的办法对指令的执行次序进行精心安排,把能并行执行的指令搭配起来。
        (2)超级流水线处理机。超级流水线处理机的周期比其他结构的处理机短。与超级标量计算机一样,硬件不能调整指令的执行次序,而由编译程序解决优先问题。
        (3)超长指令字处理机。超长指令字处理机是一种单指令流多操作码多数据的系统结构,编译程序在编译时把这个能并行执行的操作组合在一起,成为一条有多个操作段的超长指令,由这条超长指令控制计算机中多个互相独立的功能部件,每个操作段控制一个功能部件,相当于同时执行多条指令。
        (4)向量处理机。向量处理机是一种具有向量数据表示、并设置有相应的指令和硬件、能对向量的各个元素进行并行处理的计算机。当进行向量运算时,它的性能要比大型机好得多。向量处理机有巨型计算机和向量协处理机(或称为数组处理机)两种类型,巨型计算机能对大量的数据进行浮点运算,同时它还是可以进行标量计算和一般数据处理的通用计算机。向量处理机一般采用流水线工作,当它处理一条数组指令时,对数组中的每个元素执行相同的操作,而且各元素间是互相无关的,因此流水线不会阻塞,能以每个时钟周期送出一个结果的速度运行。为了存储系统能及时提供数据,向量处理器配有一个大容量的、分成多个模块交错工作的主存储器。为了提高运算速度,在向量处理机的运算部件中可采用多个功能部件,例如向量部件、浮点部件、整数运算部件和计算地址用的地址部件。向量协处理机是专门处理浮点和向量运算的数组处理机,它连接到主机总线上。
        (5)多处理机系统。多处理机具有两个或两个以上的处理机,共享I/O子系统,在操作系统统一控制下,通过共享主存或高速通信网络进行通信,协同求解一个个复杂的问题。多处理机通过利用多台处理机进行多任务处理来提高速度,利用系统的重组能力来提高可靠性、适应性和可用性。多处理机结构具有共享存储器和分布存储器两种不同的结构。具有共享存储器的多处理机中,程序员无数据划分的负担,编程容易;系统处理机数目较少,不易扩充。具有分布式存储器的多处理机结构灵活;容易扩充;难以在各个处理单元之间实现复杂数据结构的数据传送;任务动态分配复杂;现有软件可继承性差;需要设计新的并行算法。多处理机系统属于MIMD系统,与SIMD的并行处理机相比,有很大的差别。其根源就在于两者的并行性的层次不同,多处理机要实现的是更高一层的作业任务间的并行。
        (6)大规模并行处理机。并行处理机有时也称为阵列处理机。并行处理机使用按地址访问的随机存储器,以SIMD方式工作。主要用于要求大量高速进行向量矩阵运算的应用领域。并行处理机制并行性来源于资源重复,把大量相同的处理单元通过互联网连接起来,在统一的控制器控制下,对各自分配来的数据并行完成同一条指令所规定的操作。并行处理机有两种基本结构类型:采用分布式存储器的并行处理结构和采用集中式共享存储器的并行处理结构。分布式存储器的并行处理结构中,每一个处理机都有自己局部的存储器,只要控制部件将并行处理的程序分配至各处理机,它们便能并行处理,各自从自己的局部存储器中取得信息。而共享存储多处理结构中的存储器是集中共享的,由于多个处理机共享,在各处理机访问共享存储器时会发生竞争。因此,需采取措施尽可能避免竞争的发生。MPP是由众多的微处理器(从几百到上万)组成的大规模的并行系统。MPP的出现成为计算机领域中一个研发热点,被用作开发万亿次甚至更高速的巨型机的主要结构。MPP可以采用市场上的出售的RISC处理器,所以有很高的性价比。
        (7)对称多处理机。SMP目前也基于RISC微处理器。它与MPP最大的差别在于存储系统。SMP有一个统一共享主存空间,而MPP则是每个微处理器都拥有自己的本地存储器。
        按多处理机之间连接的紧密程度,多机系统可分为紧耦合系统和松耦合系统两种。
        紧耦合系统又称为直接耦合系统,是指各处理机之间通过互连网络共享内存。紧耦合多机系统由P台处理机、m个存储器模块、d个I/O通道和3个互联网络构成。处理机-存储器网络实现处理机与各存储模块的连接。处理机中断信号网络实现多处理机之间的互连。处理机-I/O互联网络实现处理机与外设的连接。每个处理机可自带局部存储器,也可自带Cache。存储器模块可采用流水工作方式。紧耦合多机系统多用于并行作业中的多任务,一般处理机是同构的。例如,SMP属于紧耦合多机系统。
        松耦合系统又称为间接耦合系统,是指各处理机间通过共享I/O子系统、通道或通信线路实现机间通信,不共享内存。松耦合多处理机由P个处理机、1个通道、1个仲裁开关和消息传送系统。构成每个处理机带有一个局部存储器和一组I/O设备。在仲裁开关的通道中有高速通信存储,用来缓冲传送的信息块。松散耦合多处理机较适合粗粒度的并行计算。例如,MPP属于松耦合多机系统。
 
       架构设计
        WebApp描述了使WebApp达到其业务目标的基础结构,典型使用多层架构来构造,包括用户界面或展示层、基于一组业务规则来指导与客户端浏览器进行信息交互的控制器,以及可以包含WebApp的业务规则的内容层或模型层,描述将以什么方式来管理用户交互、操作内部处理任务、实现导航及展示内容。模型-视图-控制器(Model-View-Controller,MVC)结构是WebApp基础结构模型之一,它将WebApp功能及信息内容分离。
 
       系统架构
               客户机/服务器系统
               C/S(Client/Server)结构,即大家熟知的客户机和服务器结构。它是软件系统体系结构,通过它可以充分利用两端硬件环境的优势,将任务合理分配到客户机端和服务器端来实现,降低了系统的通信开销。目前大多数应用软件系统都是客户机/服务器形式的两层结构,由于现在的软件应用系统正在向分布式的Web应用发展,Web和客户机/服务器应用都可以进行同样的业务处理,应用不同的模块共享逻辑组件;因此,内部的和外部的用户都可以访问新的和现有的应用系统,通过现有应用系统中的逻辑可以扩展出新的应用系统。这也就是目前应用系统的发展方向。
               浏览器/服务器系统
               B/S (Browser/Server)结构即浏览器和服务器结构。它是随着Internet技术的兴起,对C/S结构的一种变化或者改进的结构。在这种结构下,用户工作界面是通过WWW浏览器来实现,极少部分事务逻辑在前端(浏览器)实现,但是主要事务逻辑在服务器端(服务器)实现,形成所谓三层3-tier结构。这样就大大简化了客户端电脑载荷,减轻了系统维护与升级的成本和工作量,降低了用户的总体成本(TCO)。以目前的技术看,局域网建立B/S结构的网络应用,并通过Internet/Intranet模式下数据库应用,相对易于把握,成本也是较低的。它是一次性到位的开发,能实现不同的人员,从不同的地点,以不同的接入方式(如LAN,WAN, Internet/Intranet等)访问和操作共同的数据库;它能有效地保护数据平台和管理访问权限,服务器数据库也很安全。
               多层分布式系统(Multi-tier System)
               (1)概念。
               随着中间件与Web技术的发展,三层或多层分布式应用体系越来越流行。在多层体系中,各层次按照以下方式进行划分,实现明确分工:
               ①瘦客户:提供简洁的人机交互界面,完成数据的输入/输出。
               ②业务服务:完成业务逻辑,实现客户与数据库对话的桥梁。同时,在这一层中,还应实现分布式管理、负载均衡、Fail/Recover、安全隔离等。
               ③数据服务:提供数据的存储服务。一般就是数据库系统。
               (2)多层系统主要特点。
               多层系统主要特点是:
               .安全性。中间层隔离了客户直接对数据服务器的访问,保护了数据库的安全。
               .稳定性。对于要求24×7工作的业务系统,多层分布式体系提供了更可靠的稳定性。一是中间层缓冲Client与数据库的实际连接,使数据库的实际连接数量远小于Client应用数量。当然,连接数越少,数据库系统就越稳定。二是Fail/Recover机制能够在一台服务器宕机的情况下,透明地把客户端工作转移到其他具有同样业务功能的服务上。
               .易维护。由于业务逻辑在中间服务器,当业务规则变化后,客户端程序基本不做改动。
               .快速响应。通过负载均衡以及中间层缓存数据能力,可以提高对客户端的响应速度。
               .系统扩展灵活。基于多层分布体系,当业务增大时,可以在中间层部署更多的应用服务器,提高对客户端的响应,而所有变化对客户端透明。
               (3)多层系统举例。
               目前最为流行的两类多层应用架构为Sun的J2EE和Microsoft.Net,下面简单介绍J2EE的多层架构。
               
               J2EE多层应用架构
               (4)客户层。
               客户层用于与企业信息系统的用户进行交互以及显示根据特定商务规则进行计算后的结果。基于J2EE规范的客户端可以是基于Web的,也可以是不基于Web的独立(Stand Alone)应用程序。
               在基于Web的J2EE客户端应用中,用户在客户端启动浏览器后,从Web服务器中下载Web层中的静态HTML页面或由JSP或Servlets动态生成的HTML页面。
               在不基于Web的J2EE客户端应用中,独立的客户端应用程序可以运行在一些基于网络的系统中,例如手持设备或汽车电话等。同样,这些独立的应用也可以运行在客户端的Java Applet中。这种类型的客户端应用程序可以在不经过Web层的情况下直接访问部署在EJB容器(EJB Container)中的EJB组件。
               (5) Web层。
               J2EE规范定义的Web层由JSP页面、基于Web的Java Applets以及用于动态生成HTML页面的Servlets构成。这些基本元素在组装过程中通过打包来创建Web组件。运行在Web层中的Web组件依赖Web容器来支持诸如响应客户请求以及查询EJB组件等功能。
               (6)业务层。
               在基于J2EE规范构建的企业信息系统中,将解决或满足特定业务领域商务规则的代码构建成为业务层中的Enterprise JavaBean (EJB)组件。EJB组件可以完成从客户端应用程序中接收数据、按照商务规则对数据进行处理、将处理结果发送到企业信息系统层进行存储、从存储系统中检索数据以及将数据发送回客户端等功能。
               部署和运行在业务层中的EJB组件依赖于EJB容器来管理诸如事务、生命期、状态转换、多线程及资源存储等。这样由业务层和Web层构成了多层分布式应用体系中的中间层。
               (7)企业信息系统层。
               在企业应用系统的逻辑层划分中,企业信息系统层通常包括企业资源规划(ERP)系统、大型机事务处理(Mainframe Transaction Processing)系统、关系数据库系统(RDMS)及其他在构建J2EE分布式应用系统时已有的企业信息管理软件。
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第17题    在手机中做本题