免费智能真题库 > 历年试卷 > 网络规划设计师 > 2019年下半年 网络规划设计师 上午试卷 综合知识
  第14题      
  知识点:   OSPF路由协议概述   存储交换
  章/节:   数据通信基础知识   Internet 协议       

 
在下图所示的采用“存储-转发”方式分组的交换网络中,所有链路的数据传输速度为100Mbps,传输的分组大小为1500字节,分组首部大小为20字节,路由器之间的链路代价为路由器接囗输出队列中排队的分组个数。主机H1向主机H2发送一个大小为296000字节的文件,在不考虑网络层以上层的封装,链路层封装,分组拆装时间和传播延迟的情况下,若路由器均运行RIP协议,从H1发送到H2接收完为止,需要的时间至少是(13)ms;若路由器均运行OSPF协议,需要的时间至少是(14)ms。


 
 
  A.  24
 
  B.  24.6
 
  C.  24.72
 
  D.  25.08
 
 
 

 
  第67题    2019年下半年  
   72%
网络管理员进行检查时发现某台交换机CPU占用率超过90%,通过分析判断,该交换机是由某些操作业务导致CPU占用率高,造成该现象的可..
  第15题    2021年下半年  
   38%
以下关于虚电路交换技术的叙述中,错误的是( )。
  第9题    2010年上半年  
   51%
存储转发方式是实现网络互联的方式之一,其主要问题是在每个节点上产生不确定的延迟时间。克服这一问题的最有效方法是(9)。
  相关试题:OSPF协议          更多>  
 
  第58题    2013年下半年  
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在OSPF中,路由域存在骨干域和非骨干域,某网络自治区域中共有10个路由域,其区域id为0〜9,其中(58)为骨干域。
  第66题    2022年下半年  
   17%
在交换机上通过(65)查看到下图所示信息,其中State字段的FULL含义是(66)。
  第21题    2021年下半年  
   47%
以下关于OSPF特性的叙述中,错误的是( ) 。
   知识点讲解    
   · OSPF路由协议概述    · 存储交换
 
       OSPF路由协议概述
        OSPF作为一种内部网关协议,用于在同一个自治域(AS)中的路由器之间发布路由信息。区别于距离矢量协议(RIP),OSPF具有支持大型网络、路由收敛快、占用网络资源少等优点,在目前应用的路由协议中占有相当重要的地位。
               基本概念和术语
               下面介绍OSPF的基本概念和术语:
               (1)链路状态。
               OSPF路由器收集其所在网络区域上各路由器的连接状态信息,即链路状态信息(Link-State),生成链路状态数据库(Link-State Database)。路由器掌握了该区域上所有路由器的链路状态信息,也就等于了解了整个网络的拓扑状况。OSPF路由器利用“最短路径优先算法(Shortest Path First,SPF)”,独立地计算出到达任意目的地的路由。
               (2)区域。
               OSPF协议引入“分层路由”的概念,将网络分割成一个“主干”连接的一组相互独立的部分,这些相互独立的部分被称为“区域”(Area),“主干”的部分称为“主干区域”。每个区域就如同一个独立的网络,该区域的OSPF路由器只保存该区域的链路状态。每个路由器的链路状态数据库都可以保持合理的大小,路由计算的时间、报文数量都不会过大。
               (3)OSPF网络类型。
               根据路由器所连接的物理网络不同,OSPF将网络划分为4种类型:广播多路访问型(Broadcast MultiAccess)、非广播多路访问型(None Broadcast MultiAccess,NBMA)、点到点型(Point-to-Point)、点到多点型(Point-to-MultiPoint)。
               广播多路访问型网络,如Ethernet、Token Ring、FDDI。NBMA型网络,如Frame Relay、X.25、SMDS。Point-to-Point型网络,如PPP、HDLC。
               (4)指派路由器(DR)和备份指派路由器(BDR)。
               在多路访问网络上可能存在多个路由器,为了避免路由器之间建立完全相邻关系而引起的大量开销,OSPF要求在区域中选举一个DR。每个路由器都与之建立完全相邻关系。DR负责收集所有的链路状态信息,并发布给其他路由器。选举DR的同时也选举一个BDR,在DR失效时,BDR担负起DR的职责。
               当路由器开启一个端口的OSPF路由时,将会从这个端口发出一个Hello报文,以后它也将以一定的间隔周期性地发送Hello报文。OSPF路由器用Hello报文来初始化新的相邻关系以及确认相邻的路由器邻居之间的通信状态。
               对广播型网络和非广播型多路访问网络,路由器使用Hello协议选举出一个DR。在广播型网络里,Hello报文使用多播地址224.0.0.5周期性广播,并通过这个过程自动发现路由器邻居。在NBMA网络中,DR负责向其他路由器逐一发送Hello报文。
               操作
               OSPF协议操作总共经历了建立邻接关系、选举DR/BDR、发现路由器等步骤。
               (1)建立路由器的邻接关系。
               所谓“邻接关系”(Adjacency)是指OSPF路由器以交换路由信息为目的,在所选择的相邻路由器之间建立的一种关系。路由器首先发送拥有自身ID信息(Loopback端口或最大的IP地址)的Hello报文。与之相邻的路由器如果收到这个Hello报文,就将这个报文内的ID信息加入到自己的Hello报文内。
               如果路由器的某端口收到从其他路由器发送的含有自身ID信息的Hello报文,则它根据该端口所在网络类型确定是否可以建立邻接关系。
               在点对点网络中,路由器将直接和对端路由器建立邻接关系,并且该路由器将直接进入到步骤(3)操作:发现其他路由器。若为MultiAccess网络,该路由器将进入选举步骤。
               (2)选举DR/BDR。
               不同类型的网络选举DR和BDR的方式不同。
               MultiAccess网络支持多个路由器,在这种状况下,OSPF需要建立起作为链路状态和LSA更新的中心节点。选举利用Hello报文内的ID和优先权(Priority)字段值来确定。优先权字段值大小为0~255,优先权值最高的路由器成为DR。如果优先权值大小一样,则ID值最高的路由器选举为DR,优先权值次高的路由器选举为BDR。优先权值和ID值都可以直接设置。
               (3)发现路由器。
               在这个步骤中,路由器与路由器之间首先利用Hello报文的ID信息确认主从关系,然后主从路由器相互交换部分链路状态信息。每个路由器对信息进行分析比较,如果收到的信息有新的内容,路由器将要求对方发送完整的链路状态信息。这个状态完成后,路由器之间建立完全相邻(Full Adjacency)关系,同时邻接路由器拥有自己独立的、完整的链路状态数据库。
               在MultiAccess网络内,DR与BDR互换信息,并同时与本子网内其他路由器交换链路状态信息。
               在Point-to-Point或Point-to-MultiPoint网络中,相邻路由器之间互换链路状态信息。
               (4)选择适当的路由器。
               当一个路由器拥有完整独立的链路状态数据库后,它将采用SPF算法计算并创建路由表。OSPF路由器依据链路状态数据库的内容,独立地用SPF算法计算到每一个目的网络的路径,并将路径存入路由表中。
               OSPF利用量度(Cost)计算目的路径,Cost最小者即为最短路径。在配置OSPF路由器时可根据实际情况,如链路带宽、时延或经济上的费用设置链路Cost大小。Cost越小,则该链路被选为路由的可能性越大。
               (5)维护路由信息。
               当链路状态发生变化时,OSPF通过Flooding过程通告网络上其他路由器。OSPF路由器接收到包含新信息的链路状态更新报文,将更新自己的链路状态数据库,然后用SPF算法重新计算路由表。在重新计算过程中,路由器继续使用旧路由表,直到SPF完成新的路由表计算。新的链路状态信息将发送给其他路由器。值得注意的是,即使链路状态没有发生改变,OSPF路由信息也会自动更新,默认时间为30分钟。
 
       存储交换
        在数据交换中,对一些实时性要求不高的信息,如图书管理系统中备份数据库信息,允许信息等待一些时间再转发出去,在等待的时间里能进行一些必要的数据处理工作,此时,采用存储转发式的存储交换方式比较合适。存储交换原理是输入信息在交换装置控制下先存入缓冲存储器暂存,并对存储的数据进行一些必要的处理,等待输出线路空闲时,再将数据转发输出。转换交换装置起到了交换开关的作用,可控制输入信息存入缓冲区等待输出口的空闲,接通输出并传送信息。存储交换分为报文交换和报文分组交换两种。
               报文交换
               目前数字数据通信广泛使用报文交换。在报文交换网中,网络节点通常为一台专用计算机,配备足够的外存,以便在报文进入时,进行缓冲存储。节点接收一个报文之后,报文暂存放在节点的存储设备之中,等输出线路空闲时,再根据报文中所附的目的地址转发到下一个合适的节点,如此往复,直到报文到达目标数据终端。所以报文交换也称为存储转发(Store and Forward)。
               在报文交换中,每一个报文由传输的数据和报头组成,报头中有源地址和目标地址。节点根据报头中的目标地址为报文进行路径选择,并且对收发的报文进行相应的处理,如差错检查和纠错、调节输入输出速度进行数据速率转换、进行流量控制,甚至可以进行编码方式的转换等,所以报文交换是在两个节点间的一段链路上逐段传输,不需要在两个主机间建立多个节点组成的电路通道。
               与电路交换相比,报文交换方式不要求交换网为通信双方预先建立一条专用的数据通路,因此就不存在建立电路和拆除电路的过程。报文交换中每个节点都对报文进行“存储转发”,报文数据在交换网中是按接力方式发送的。通信双方事先并不知道报文所要经过的传输路径,并且各个节点不被特定报文所独占。
               报文交换具有下列特征:
               (1)在通信时不需要建立一条专用的通路,不会像电路占用专有线路而造成线路浪费,线路利用率高,同时也就没有建立和拆除线路所需要的等待和时延。
               (2)每一个节点在存储转发中都有校验、纠错功能,数据传输的可靠性高。
               报文交换的主要缺点是,由于采用了对完整报文的存储/转发,要求各站点和网中节点有较大的存储空间,以备存整个报文,发送只有当链路空闲时才能进行,故时延较大,不适用于交互式通信(如电话通信);由于每个节点都要把报文完整地接收、存储、检错、纠错、转发,产生了节点延迟,并且报文交换对报文长度没有限制,报文可以很长,这样就有可能使报文长时间占用某两节点之间的链路,不利于实时交互通信。分组交换即所谓的包交换正是针对报文交换的缺点而提出的一种改进方式。
               报文分组交换
               该方式是把长的报文分成若干较短的、标准的“报文分组”(Packet),以报文分组为单位进行发送、暂存和转发。每个报文分组,除要传送的数据地址信息外,还有数据分组编号。报文在发送端被分组后,各组报文可按不同的传输路径进行传输,经过节点时,同样要存储、转发,最后在接收端将各报文分组按编号顺序再重新组成报文。
               与报文交换方式相比,报文分组交换的优点有以下几点:
               (1)报文分组较短,在各节点之间的传送比较灵活。
               (2)各分组路径自行选择,每个节点在收到一个报文后,即可向下一个节点转发,不必等其他分组到齐,因此大大减少了对各节点存储容量的要求,同时也缩短了网路延时。
               (3)报文分组传输中由于报文短,故传输中差错较少且一旦出错容易纠正。
               当然报文分组也带来一定的复杂性,即发送端要求能将报文分组,而接受端则要求能将报文分组组合成报文,这增加了报文加工处理的时间。
               报文分组的主要特点如下:
               (1)报文分组除数据信息外,还必须包括目的地址、分组编号、校验码等控制信息,并按规定的格式排列。每个分组大小限制在1 000位。
               (2)报文分组采用存储交换方式,一般由存储交换机进行高速传输、分组容量小,通过交换时间短,因此可传输实时性信息。
               (3)每个报文分组不要求都走相同的路线,各分组可自行选择最佳路径,自己进行差错校验。报文分组到达目的节点时,先去掉附加的冗余控制信号,再按编号组装成原来的报文,传送给目的用户。上述功能在节点机和通信软件配合下完成。
               存储转发方式实际上是报文在各节点可以暂存于缓冲区内,缓冲区大,暂存的信息就多,当节点输入线传来的报文量超过输出线传输容量时,报文就要在缓冲器中暂存、等待,一旦输出线空时,暂存的报文就再传送。可见,报文通过节点时会产生延时,报文在一个节点的延迟时间为接受一个报文分组的时间与排队等待发送到下一个节点时间之和。采用限定报文长度的方法可以控制报文通过节点的延时,但网络上被访问节点的总延时必须考虑。
               应用排队理论分析,一般认为网络中被访问节点上总延时等于报文分组平均长度与线路速度之比。因此采用可变长度的报文,即使有个别的长报文也会严重的影响平均延时。因为报文是顺序处理,一个长报文产生额外的延时势必会影响其后各报文的处理,所以,必须规定报文分组的最大长度。超过规定最大长度的报文需拆成报文组后再发送。
               报文分组交换虽然可以控制延时,但由于报文分组各自选择,相应的也存在一些缺点:
               (1)增加了信息传输量。报文分组方式要在每个分组内增加传输的目的地址和附加传输控制信息,因此总的信息量增加约5%~10%。
               (2)由于报文分组交换允许各报文分组自己选择传输路径,使报文分组到达目的点时的顺序没有规则,可能出现丢失、重复报文分组的情况。因此目的端需要将报文分组编号进行排序等工作。这需要通过端对端协议解决,因此数据报文分组交换方式适用于传输距离短、结点不多、报文分组较少的情况。
               数据报
               对于短报文来说,一个报文分组就足够容纳所传送的数据信息。一般单个报文分组称数据报(Datagram)。数据报的服务以传送单个报文分组为主要目标。原CCITT研究组把数据报定义为,能包含在单个报文分组数据域中的报文,且传送它到目标地址与其他已发送或将要发送的报文分组无关,这样报文分组号可以省略。也就是说,每个分组的传送是被单独处理的,它本身携带有足够的信息。
               数据报的一般格式如下表所示:
               
               数据报格式
               发送数据报与发送信件和邮包一样。在数据报服务控制下,网络接受来自源的单一报文分组,并独立地传到目的点。数据报服务是无连接的服务。
               虚电路
               为了弥补报文分组交换方式的不足,减轻目的节点对报文分组进行重组的负担,引进虚电路(Virtual Circuit)服务。为了进行数据传输,在发送者和接收者之间首先要建立一条逻辑电路,以后的数据就按照相同的路径进行传送,直到通信完毕后该通路被拆除。在一条物理通路上可以建立多条逻辑通路,一对用户之间通信,占用其中一条逻辑通路。虚电路可以包括各段不相同的实际电路,经过若干中间节点的交换机或通信处理机制连接起来的逻辑通路构成。它是一条物理链路,在逻辑上复用为多条逻辑信道。虚电路一经建立就要赋予虚电路号,反映信息的传输通道。这样报文分组中就不必再注明全部地址,相应的缩短了信息量,每个报文分组的虚电路可以各不相同。有两种建立虚电路的方法:
               (1)交换虚电路。交换虚电路的建立像打电话一样,按主叫用户的要求临时在两个(主、被叫)客户之间建立虚电路。使用这种方式通信的客户,一次完整的通信过程分为3个阶段:呼叫建立、数据传送和拆线阶段。它适用于数据传送量小、随机性强的场合。
               (2)永久虚电路。这种方式如同租用专线一样,在两个客户之间建立固定的通路。它的建立由网络管理中心预先根据客户需求而设定,因此在客户使用中,只有数据传送阶段,而无呼叫建立和拆线阶段。
               下表列出了虚电路和数据报之间的不同。
               
               虚电路和数据报服务比较
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