免费智能真题库 > 历年试卷 > 网络规划设计师 > 2010年上半年 网络规划设计师 下午试卷 案例
  第2题      
  知识点：   路由器   以太网   net   SD   SDH   带宽   广域网   局域网   链路   网卡   线路

 
某商贸城由商贸城办公主楼、花卉市场、农贸市场、水产品市场、调味品市场和交易中心等几个部分构成，由于各市场覆盖面积较广、用户数量较多、相互间距离较远，因此采用广域网方式建设商贸城的内部企业网络，其网络结构如图2-1所示。

商贸城企业网络采用层次化设计，网络节点分为三层：核心层、汇聚层和接入层。核心层由商贸城办公主楼配置2台高性能路由器构成，负责与各二级单位路由器进行互联；汇聚层由四个市场的路由器构成，每个市场都是一个网络节点，配置一台路由器，汇聚层与核心层节点间的链路构成主干链路；接入层为各市场的内部局域网络，实现办公人员和商户的接入。
商贸城数据中心业务服务器釆用服务器群集技术，服务器都采用双网卡配置，分别对花卉市场、农贸市场、水产品市场、调味品市场提供商贸业务服务。
商贸城企业网的互联网出口部署在商贸城办公主楼，出口带宽为50Mb/s;商贸城办公主楼至各二级节点之间线路采用“SDH电路转换为以太网线路”方式，主干链路两端路由器统一采用以太网接口，带宽为10Mb/s。
随着企业应用发展需要，商贸城决定对企业网络进行升级改造，其建设目标如下：
•对业务服务器群集网络接入进行改造，使业务压力能均衡分担；
•将商贸城办公主楼到各个市场网络带宽进行升级；
•对Internet出口带宽进行升级，保证用户能正常上网。
 
问题：2.1   自花卉市场借助于交易中心的局域网交换机接入到企业网络中以来，商户普遍反映访问应用系统和互联网速度较慢，在用户上网高峰时间段，对网络用户的业务开展造成了极大影响。技术人员经过测试发现，从花卉市场路由器ping核心路由器延时≥1000ms(其他市场ping核心路由器延时≤10ms)。请分析问题出现的原因，并提供可行的解决方案。
 
问题：2.2   为实现各市场和办公主楼之间的线路冗余，决定在各市场路由器至核心路由器之间添加一条冗余线路；在保证线路冗余的同时，为提髙主干线路的带宽，需要在主用线路和备用线路之间实现线路的负载均衡。
由于原网络已经采用OSPF作为内部网关协议，为减少升级改造工作对路由协议配置的影响，因此决定采用OSPF路由负载均衡技术实现对核心层到汇聚层的线路及带宽扩容；而在低链路时期，这种线路扩容方式主要采用多链路PPP捆绑技术，请分别叙述采用多链路PPP捆绑技术和OSPF路由负载均衡技术实现线路及带宽扩容的具体实施步骤。
 
问题：2.3   随着互联网上P2P、视频点播等类型应用的发展，商户访问互联网行为占据了大量的企业网络带宽，为保证企业内部应用系统的正常服务，提高商户访问互联网和企业应用系统的服务质量，针对该企业网络请给出至少四种优化方法。
 
 
 

   知识点讲解    
   · 路由器    · 以太网    · net    · SD    · SDH    · 带宽    · 广域网    · 局域网    · 链路    · 网卡    · 线路
 
       路由器
        路由器是计算机网络中重要的一个环节，分为模块化和非模块化两种类型。模块化结构的路由器的扩展性好，支持多种端口类型（如以太网接口、快速以太网接口、高速串行口等），并且各种端口的数量一般是可选的，但价格通常比较昂贵。固定配置的路由器扩展性差，只能用于固定类型和数量的端口，但价格低廉。
        在选择路由器产品时，应多从技术角度来考虑，如可延展性、路由协议互操作性、广域数据服务支持、内部ATM支持、SAN集成能力等。另外，选择路由器还应遵循标准化原则、技术简单性原则、环境适应性原则、可管理性原则和容错冗余性原则等。特别是对于高端路由器，还应该更多地考虑是否和如何适应骨干网对网络高可靠性、接口高扩展性以及路由查找和数据转发的高性能要求。高可靠性、高扩展性和高性能的“三高”特性是高端路由器区别于中、低端路由器的关键所在。从技术性能上考察路由器产品，一般要考察路由器的容量、每秒钟能处理多少数据包、能否被集群等性能问题，还要注意路由器是否能够提供增值服务和其他各种服务。另外，在安装、调试、检修、维护或扩展网络的过程中，免不了要给网络中增减设备，也就是说可能会要插拔网络部件。那么路由器能否支持带电插拔，也是路由器产品应该考察的一个重要性能指标。
        总的来说，路由器的主要性能指标有设备吞吐量、端口吞吐量、全双工线速转发能力、背靠背帧数、路由表能力、背板能力、丢包率、时延、时延抖动、虚拟专用网支持能力、内部时钟精度、队列管理机制、端口硬件队列数、分类业务带宽保证、资源预留、区分服务、CIR、冗余、热插拔组件、路由器冗余协议、基于Web的管理、网管类型、带外网管支持、网管粒度、计费能力、分组语音支持方式、协议支持、语音压缩能力、端口密度、信令支持等。
 
       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。
 
       net
        在网络管理中，最为常用的就是net命令家族。常用的net命令有以下几个。
        .net view命令：显示由指定的计算机共享的域、计算机或资源的列表。
        .net share：用于管理共享资源，使网络用户可以使用某一服务器上的资源。
        .net use命令：用于将计算机与共享的资源相连接或断开，或者显示关于计算机连接的信息。
        .net start命令：用于启动服务，或显示已启动服务的列表。
        .net stop命令：用于停止正在运行的服务。
        .net user命令：可用来添加或修改计算机上的用户账户，或者显示用户账户的信息。
        .net config命令：显示正在运行的可配置服务，或显示和更改服务器服务或工作站服务的设置。
        .net send命令：用于将消息（可以是中文）发送到网络上的其他用户、计算机或者消息名称上。
        .net localgroup命令：用于添加、显示或修改本地组。
        .net accounts命令：可用来更新用户账户数据库、更改密码及所有账户的登录要求。
 
       SD
        SD卡（Secure Digital Memory Card）是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备。SD卡由日本松下、东芝及美国SanDisk公司于1999年8月共同开发研制。大小犹如一张邮票的SD记忆卡，重量只有2g，但却拥有高记忆容量、快速数据传输率、极大的移动灵活性以及很好的安全性。
        SD卡在24mm×32mm×2.1mm的体积内结合了SanDisk快闪记忆卡控制与MLC（Multilevel Cell）技术和Toshiba（东芝）0.16μ及0.13μ的NAND技术，通过9针的接口界面与专门的驱动器相连接，不需要额外的电源来保持其上记忆的信息。而且它是一体化固体介质，没有任何移动部分，所以不用担心机械运动的损坏。
 
       SDH
        SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字系列）是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体并由统一网管系统操作的综合信息传送网络，是美国贝尔通信技术研究所提出的同步光网络（SONET）。它可实现网络有效管理、实时业务监控、动态网络维护、不同厂商设备间的互通等多项功能，能大大提高网络资源利用率、降低管理及维护费用、实现灵活可靠和高效的网络运行与维护。
        SDH是主要的广域网互联技术，利用运营商的SDH网络实现互联，可以采用两种方式，即IP over SDH和PDH兼容方式。
        1）IP over SDH
        IP over SDH是以SDH网络作为IP数据网络的物理传输网络，使用链路适配及成帧协议（PPP）对IP数据包进行封装，然后按字节同步的方式把封装后的IP数据包映射到SDH的同步净负荷封装中进行连续传输。IP over SDH为IP网络设备提供的接口主要是POS，该接口可以提供STM-1及其以上的传输速率。
        2）PDH（准同步数字系列）兼容方式
        SDH提供了对传统PDH的兼容方式。这种方式在SDH中的最低速率同步传输模块STM-1中封装了63个E1信道，可以最多同时向63个用户提供2Mb/s的接入速率。
        PDH兼容方式可以提供两种方式的接口：传统E1接口和封装了多个E1信道的CPOS，路由器通过一个CPOS接口接入SDH网络，并通过封装的E1信道连接多个远程站点。
        3）MSTP
        基于SDH的多业务传送平台（Multi-Service Transport Platform， MSTP）是指基于SDH平台实现TDM、ATM、以太网等业务的接入、处理和传送，提供统一网管的多业务节点。
        基于SDH的多业务传送节点除应具有标准SDH传送节点所具有的功能外，还具有以下主要功能特征。
        .具有TDM业务、ATM业务或以太网业务的接入功能。
        .具有TDM业务、ATM业务或以太网业务的传送功能，包括点到点的透明传送功能。
        .具有ATM业务或以太网业务的带宽统计复用功能。
        .具有ATM业务或以太网业务映射到SDH虚容器的指配功能。
        MSTP的实现基础是充分利用SDH技术对传输业务数据流提供保护恢复能力和较小的延时性能，并对网络业务支撑层加以改造，以适应多业务应用，实现对2层、3层的数据智能支持。即将传送节点与各种业务节点融合在一起，构成业务层和传输层一体化的SDH业务节点，称为融合的网络节点或多业务节点，主要定位于网络边缘。
 
       带宽
        带宽是指介质能传输的最高频率和最低频率之间的差值，带宽通常用Hz表示。
 
       广域网
        广域网（Wide Area Network，WAN）是在传输距离较长的前提下所发展的相关技术的集合，用于将大区域范围内的各种计算机设备和通信设备互联在一起组成一个资源共享的通信网络。其主要特点如下。
        （1）长距离。跨越城市，甚至联通全球进行远距离连接。
        （2）低速率。一般情况下，广域网的传输速率是以Kb/s为单位的。随着应用的需要，以及技术的不断创新，现在也出现了许多像ISDN和ADSL这样的高速广域网，其传输速率也能达到Mb/s，当然费用也大大地提高了。
        （3）高成本。相对于城域网和局域网来说，广域网的架设成本是很昂贵的，当然它所带来的经济效益也是极大的。像现在的Internet就给世界带来了前所未有的大发展。
        WAN一般用电话线路，当然也可以用其他的媒介如光纤、卫星来建立。目前，经常采用的几种电话线路技术如下。
        （1）公用交换电话网（PSTN）。在大多数家庭中使用。
        （2）综合业务数字网（ISDN）。最常用的是基带ISDN，被分为三条信道，两条用于数据传输，一条用于控制，称为2B+D，每条B信道速率为64Kb/s，而D信道则为16Kb/s。
        （3）T1线路。主要用于商业应用，其传输速率达到了1.544Mb/s。
        WAN由通信子网与资源子网两个部分组成，通信子网通常由通信节点和通信链路组成。通信节点往往就是一台计算机，它一方面提供通信子网与资源子网的接口，另一方面对其他节点而言又是一个存储转发节点。作为网络接口节点，它能提供信息的接口，并对传输及网络信息进行控制。通信子网中，软件必须遵循网络协议，实现对链路及节点存储器的管理，还必须提供与主处理器、终端集中器进信息交换的接口。资源子系统是指连在网上的各种计算机、终端和数据库等。这不仅指硬件，也包括软件和数据资源。通信子网主要使用分组交换技术，根据网络通信原理，局域网与广域网的互联一般是通过第三层设备路由器实现的。
 
       局域网
        局域网（Local Area Network, LAN），是在传输距离较短的前提下，所发展的相关技术的集合，用于将小区域内的各种计算机设备和通信设备互联在一起，组成资源共享的通信网络。在局域网中常见的传输媒介有双绞线、细／粗同轴电缆、微波、射频信号和红外线等。其主要特点如下。
        （1）距离短：0.1km～25km，可以是一个建筑物内、一个校园内或办公室内。
        （2）速度快：4Mbps～1Gbps，从早期的4Mbps、10Mbps及100Mbps发展到现在的1000Mbps（1Gbps），而且还在不断向前发展。
        （3）高可靠性：由于距离很近，传输相当可靠，有极低的误码率。
        （4）成本较低：由于覆盖的地域较小，因此传输媒介、网络设备的价格都相对较便宜，管理也比较简单。
        根据技术的不同，局域网有以太网（Ethernet）、令牌环网络（Token Ring）、Apple Talk网络和ArcNet网络等几种类型。现在，几乎所有的局域网都是基于以太网实现的。当然，随着应用需求的不断提高，也对局域网技术提出了新的挑战，出现了一批像FDDI（Fiber Distributed Data Interface，光纤分布式数据接口）一样的技术。
 
       链路
        链路（link）指的是从发信点到收信点（即从信源到信宿）的一串结点和线路。链路通信是指端到端的通信。
        计算机网络从逻辑结构上可以分成两部分：负责数据处理、向网络用户提供各种网络资源及网络服务的外层用户资源子网和负责数据转发的内层通信子网。通信子网由分组交换结点（简记为R）及连接这些结点的链路组成，负责在主机（Host，H）间传输分组。资源子网由连在网上的主机构成，为网上用户提供共享资源，入网途径和方法。局域网中的每台主机都通过网卡连接到传输介质上，网卡负责在各个主机间传递数据，显然，网卡和传输介质构成了局域网的通信子网，而主机集合则构成了资源子网。用户子网指的是由主计算机、终端、通信控制设备、连网外设、各种软件资源等组成。通信子网分为点对点通信子网和广播式通信子网。它主要有三种组织形式：结合型、专用型和公用型，如下图所示。
        
        网络的组织形式
        计算机网络也可以看作是在物理上分布的相互协作的计算机系统。其硬件部分除了单体计算机、光纤、同轴电缆以及双绞线等传输媒体之外，还包括插入计算机中用于收发数据分组的各种通信网卡（在操作系统中，这些网卡不当成一种外部设备），把多台计算机连接到一起的集线器（hub，该设备近年正逐步被相应的交换机取代），扩展带宽和连接多台计算机用的交换机（switch）以及负责路径管理、控制网络交通情况的路由器或ATM交换机等。其中路由器或ATM交换机是构成广域网络的主要设备，而交换机和集线则是构成局域网络的主要设备。这些设备都可看作一种专用的计算机。
        综上所述，计算机网络是一个由不同传输媒体构成的通信子网，与这个通信子网连接的多台地理上分散的具有唯一地址的计算机，将数据划分为不同长度分组进行传输和处理的协议软件以及应用系统所组成的传输和共享信息的系统。
 
       网卡
        网卡是计算机在网络上传输数据的接口，是主机接入网络时必不可少的连接设备。它的作用是双重的：一方面将本地计算机需要发送的数据打包后送入网络，另一方面将从网络上接收到的数据解包后传输给本地计算机。所谓数据打包和解包，实际上就是将数据的输入／输出方式进行串并转换的过程。
        根据工作对象的不同，网卡可分为普通工作站用网卡和服务器专用网卡。普通网卡的种类较多，性能各异。按网卡支持带宽的不同，可分为10Mb/s、100Mb/s、10/100Mb/s自适应和1000Mb/s网卡；按网卡总线类型的不同，可分为ISA、EISA和PCI网卡三大类，其中ISA网卡和PCI网卡较常用。
        为了与不同传输介质实现连接，网卡的接口类型也有多种，如与粗缆连接的AUI接口、与细缆连接的BNC接口和与双绞线连接的RJ-45接口。
 
       线路
        在两个结点间承载信息流的信道称为线路（line）。线路可以是采用电话线、电缆、光纤等有线信道，也可以是无线电信道。
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