网络工程设计教程 陈鸣_课后.doc

Made in Mac网络工程设计教程第1章 网络工程设计概述1. 网络工程的定义是什么？ 答：定义1：将系统化的、规范的、可度量的方法应用于网络系统的设计、建造和维护的过程，即将工程化思想应用于计算机网络系统中。 定义2：对定义1中所述方法的研究。4. 详细描述网络工程的系统集成模型。为何将该模型称为网络设计的系统集成模型？该模型具有哪些优点？为何要在实际工作中大量使用该模型？ 答：下图给出了网络工程的系统集成模型，该模型提出了设计和实现网络系统的系统化工程方法。虽然该模型支持带有反馈的循环，但若将该模型视为严格线性关系可能更易于处理。该模型从系统级开始，接着是用户需求分析、逻辑网络设计、物理网络设计和测试。由于在物理网络设计阶段，网络设计者通常是采用系统集成方法来设计实现网络的，因此将该模型称为网络工程的系统集成模型。5. 简述系统集成的定义。试讨论系统集成主要有哪些好处？ 答：抽象地讲，系统是指为实现某一目标而应用的一组元素的有机结合，而系统本身又可作为一个元素单位（或称子系统或组件）参与多次组合，这种组合过程可概括为系统集成。 系统集成的好处：-质量水准较高：选择一流网络设备厂商的设备和系统，选择高水平的具有资质的系统集成商通常能够保证系统的质量水平，建造系统的风险较小。-系统建设速度快：由多年从事系统集成工作的专家和配套的项目组进行集成，辅以畅通的国际厂商设备的进货渠道，及处理用户关系的丰富经验，能加快系统建设速度。-交钥匙解决方案：系统集成商全权负责处理所有的工程事宜，而用户能够将注意力放在系统的应用要求上。-标准化配置：由于系统集成商承担的系统存在共性，因此系统集成商会总结出它认为成熟和稳妥的方案，使得系统维护及时且成本较低。6. 简述网络工程系统集成的步骤及其主要工作。 答：1）选择系统集成商或设备供货商。 2）网络系统的需求分析。 3）逻辑网络设计。 4）物理网络设计。 5）网络安全设计。 6）系统安装与调试。 7）系统测试与验收。 8）用户培训和系统维护。7. 给出网络系统的层次模型以及各层次的主要功能。为什么说该层次模型对网络工程的实施具有指导作用？ 答：（1）环境平台层：环境平台层能够为网络系统的运行提供支撑的基础设施。（2）网络平台层：网络平台层主要用于构成信息交互的高速公路。（3）信息平台层：信息平台层主要是为标准因特网服务（如DNS、电子邮件、Web、FTP等）和特定网络服务（如P2P、视频服务、办公系统等）提供支撑的数据库技术、群件技术、网管技术和分布式中间件等的集合。（4）应用平台层：应用平台层主要容纳各种网络应用系统，而这些网络应用程序则体现了网络系统的存在价值。（5）除了上述4个层次外，该模型还包括一个贯穿四层的网络安全结构。该网络安全结构是由在网络系统中保证信息在产生、处理、传输、存储过程中的机密性、鉴别、完整性和可用性的软硬件措施组成。 应当重视网络系统层次模型的指导作用。网络系统的四层模型是总结大量的网络信息系统体系结构并经过分析提升而得到的，全面覆盖了实现一个网络信息系统应当包括的各个方面的工作。此外，该模型与实际工作的主要过程比较一致，不太繁琐，便于理解和记忆。按照此网络系统的层次模型来规划和设计系统，便于划分子系统和确定接口参数，便于管理和控制网络信息系统的质量，使网络信息系统成为有机的整体，更有效地实现网络信息系统的近期和长期应用目标11. 网络工程招投标有哪些主要流程？ 答：招投标过程可为两步：第一步为用户方招总包单位；第二步总包单位单独或与用户方联合招分包单位. 1. 投标书的准备 （1）与用户方交流。 （2）需求分析。 （3）初步的技术方案设计。 （4）撰写投标书。 2. 投标书的内容 （1）工程概况 （2）投标方概况 （3）网络系统技术方案 （4）应用系统设计方案 （5）项目实施进度计划 （6）培训维修维护计划 （7）设备清单及报价 3. 述标与答疑 4. 商务洽谈与合同签订12. 网络设计应注意哪些问题？试讨论之。 答：-为树立企业形象而建造网络。 -盲目追求设备的超前性。 -盲目追求网络的规模。 -盲目追求网络系统的“先进性”。 -盲目追求网络系统的多功能性。 -忽视网络安全问题或盲目夸大网络安全性威胁。 -建设一个网络信息系统本质上是一场信息革命，往往需要在业务流程、工作方式和指导思想方面的变革。第2章 网络工程设计基础3. 网络中节点与链路有哪些连接方式？这些方式对通信的方式有哪些影响？ 答：点对点：一条物理链路有时仅与一对结点相连 多点接入：多于两个结点共享同一条链路 6. 二层交换机具有哪些技术特点？适用于什么场合？ 答：交换机比路由器的效率要高 交换机只适用于数据链路层的寻址 用于临近网络的互联 如果要连到广域网 还得接路由器 但是交换机的在内网的工作效率是明显比路由器高的9. 二层交换机通常是如何分类的？ 答：根据物理结构可分为： -独立式 -堆叠式 -模块化 根据功能可分为： -智能式 -直通式 -存储转发式15. 简述路由器的主要功能和主要性能指标。 答：主要功能：-转发-选路-与网络接口-网络管理 主要性能指标：-吞吐量、转发速度、时延、所支持的通信协议、所支持的选路协议、网络接口类型、选路表容量、最长区配、选路协议收敛时间、对多播的支持、对QoS的支持和网管功能等。17. 简述三层交换机的工作原理。为什么说它是具有选择路由功能的交换机？ 答：二层交换不能用于规模较大的网络，为了提高网络的工作效率，隔离广播分组，需要采用路由器来划分子网，同时考虑到有时在网络中可能有大量主机是位于相同场点的，为此人们发明了结合二层交换机和路由部分特点的三层交换机。它工作于数据链路层和网络层。作为交换机，它除具有与二层交换机相同的属性外，还具有一定的选路功能，只是其选路功能与路由器相比较为有限。21. 试分析常用的联网物理介质有哪几种？它们分别适用什么场合？ 答：双绞线、同轴电缆、光缆。第3章 配置以太网交换机1 ACDE2 ABC3 C4 D5 A6 B7 C8 B9 B10 A11 A12 C13 A14 D15 A16 C17 A18 A第四章 网络需求分析1. 网络需求分析的目标是什么？简述网络需求分析的重要性。 答：获取和确定用户有效完成工作所需的网络服务和性能水平. 需求分析是网络设计过程的基础6. 试给出主要的网络性能参数，它们的定义和度量的方法。其中哪些网络性能指标更为基本，更易于获取。 答：1）时延：从网络的一端发送一个比特到网络的另一端接收到这个比特所经历的时间。 总时延= 传播时延+发送时延+重传时延+分组交换时延+排队时延 传播时延+发送时延+排队时延 2）吞吐量：在单位时间内传输无差错数据的能力。 吞吐量 = G P发送成功 3）网络丢包率(丢分组率)：在一定的时段内在两点间传输中丢失分组与总的分组发送量的比率。 4）时延抖动：从源到目的地的连续分组到达时间波动。 5）路由：一个特定的“节点-链路”集合，该集合是由路由器中的选路算法决定的。 6）带宽：用来衡量单位时间传输比特的能力，通常用比特/秒表示。 7）响应时间：从发出服务请求到接收到响应所花费的时间，它经常特指客户机向主机发出请求并得到响应信息所需要的时间。 8）利用率：指定设备在使用时所能发挥的最大能力。 9）效率：为产生所需的输出而要求的系统开销。 10）可用性：网络或网络设备可用于执行预期任务的时间的总量(百分比)。 11）可扩展性：网络技术或设备随着用户需求的增长而扩充的能力。 12）安全性：总体目标是安全性问题不应干扰公司开展业务。 13）可管理性：每个用户都可能有其不同的网络可管理性目标 ，否则从FACPS这5个方面考虑。 14）适应性：在用户改变应用要求时网络的应变能力。 15）可购买性：基本目标是在给定财务成本的情况下，使通信量最大。9. 描述可用性的参数有哪些？这些参数的含义是什么？如果某网络的MTBF参数是6000小时，则其平均可用性指标达到百分之多少？ 答：运行时间百分比 运行时间的期间和时间的单位 平均故障间隔时间 平均修复时间 计算略。11. 何为80/20规则？为什么该规则会演变为20/80规则？这些规则对网络设计有什么影响？ 答：80/20规则：80%的通信流量发生在部门局域网内部，20%的通信流量流到其他部门局域网或外部网络。变化的原因有： 以往的各部门的数据均放在局域网的服务器上，而现在这些数据集中存放在公司的服务器上。 大量的信息来自因特网或公司的Web服务器。 公司企业网与其他公司的网络连接在一起，以便与合作伙伴、分销商、供应商以及战略性合作伙伴进行合作。 解决由于网间流量大量增加而引起的局域网/广域网间的瓶颈问题。 增加新场点，以支持区域办公室和远程办公。13. 简述因特网流量特点所反映出的基本规律。 答：因特网流量一直在变化 聚合的网络流量是多分型 网络流量表现出局部性质 分组流量是非均匀分布的 分组长度是双峰分布的 分组到达过程是突发性的 会话到达过程遵循泊松分布 多数TCP会话是简短的 通信流是双向的但通常是不对称的 因特网流量的主体是TCP25. 分析网络通信流量特征的基本思想是什么？ 略26. 网络测量的方法有哪些类型？网络测量对网络设计有何好处？ 答：测量方式大体可分为两类： 一是主动式，它通过主动发送的测试分组序列来测量网络行为 二是被动式，它通过被动俘获流经测试点的分组来测量网络行为27. 为什么要对通信流量分类？通信流量能够分为哪些类型？ 答：客户机/服务器方式 对等方式 服务器/服务器方式 分布式计算方式 终端/主机方式28. 估计应用的通信负载的具体方法是什么？ 答：应用的性质 每次通信的通信量 传输对象大小 并发数量 每天各种应用的频度29. 如果流量分布表4-13中的各种应用在各个子网中的分布率均为33/33/33，试计算主干网的流量。 略第五章 结构化布线系统和机房设计2. 结构化布线系统是由哪些子系统组成的？试根据结构化布线系统的示意图，说明每个子系统的功能及其相互之间关系。 答：工作区(终端)子系统 水平布线子系统 垂直干线子系统 管理子系统 设备间子系统 建筑群子系统3. 结构化布线系统中所需要的设备和部件大体上可分为哪几类？其中的传输介质又有哪几种主要类型？ 答：传输介质。传输介质是连接网络各个站点的物理通道。提供可靠的物理通道是信息能够正确、快速传递的前提 介质之间的连接部件 配线接续设备等几类 传输介质：双绞线、同轴电缆、光缆。 7. 计算机机房的总体设计应当包括哪些方面？对于这些方面，设计时又需要考虑哪些具体问题？ 答：首先要设计机房场地，主要考虑面积、地面、墙壁、顶棚、门窗和照明等因素。 机房位置的选泽 -通常选择在（高层大楼的）中层为宜。 机房面积的确定 -通常，网络系统机房面积应为设备占用面积的57倍。 机房地面、机房墙面、机房顶棚、机房门窗、机房照明的设计8. 为什么说对机房环境的设计要求较高？通常需要考虑哪些因素？机房空调容量是如何计算的？ 答：由于网络系统设备精密度高，且系统的接插件多，因此机房环境的设计要求较高。通常需要考虑的因素有：电源、灰尘、温度与湿度、腐蚀和电磁干扰等，这些方面也是容易造成计算机网络系统故障的主要环境因素。 机房的卫生环境 机房温度与湿度的环境：开机时，机房温度通常要求在1530，停机时的机房温度要求在535；一般湿度保持在2080。 系统防电磁辐射的环境 机房的其他设备 机房空调容量的计算方法：K=(100300)S (大卡) 其中K为空调容量，S为机房面积9. 网络系统的供电设计必须达到哪些方面的要求？它们各有什么特点和不同？简述设计计算机网络系统时对电力供应的要求。 答：电网电压要稳定。通常要求在任何情况下，其偏差不得超过额定值的5。 电网电压杂波少、干扰小。 防止工业控制系统交变电磁场的辐射干扰。 电网必须在一定的时间内不间断地供电。 计算机网络系统最好不要与大容量的感性负载电网并联运行，以防止高压涌流对计算机产生干扰。 电网的频率漂移要小，提供计算机网络系统设备的电源的频率偏差不得大于1。 计算机网络系统所用的电源要有良好的接地。第七章 企业网设计4. 设计一个大型的网络系统时，使用层次模型设计网络有哪些好处？ 答：减轻网络中机器的CPU负载 增加网络可用带宽 简化每个设计元素并且易于理解 容易变更层次结构 网络互连设备可以充分发挥它们的特性5. 层次模型通常具有哪些层次？这些层次的主要功能是什么？ 答：核心层提供两个场点之间的优化传输路径 汇聚层将网络服务连接到接入层，并且实现安全、流量负载和选路的策略 在WAN设计中，接入层由园区边界上的路由器组成。在企业网中，接入层为端用户访问提供交换机或集线器。7. 为何要进行网络结构冗余设计？网络结构冗余设计的基本思路和基本目标是什么？ 答：冗余是提高网络可靠性和可用性目标的最重要方法，利用冗余可以减少网络上由于单点故障而导致整个网络故障的可能性。 基本思想：通过重复设置网络链路和互联设备来满足网络的可用性需求。 基本目标：重复设置必需的组件，使它的故障不会导致网上用户的关键应用程序停止运行，有时仅是性能的适当降低。冗余的对象可能是核心路由器、电源、广域主干网或ISP网络等14. 在企业网拓扑结构设计中，为何要冗余WAN链路？其中要重点关注哪些问题？ 答：因为WAN链路是企业互联网络非常重要的一部分，因此在企业级网络拓扑中经常包括冗余（备份）WAN链路。 了解实际物理线路的路由情况，选择物理上不同的通信设备组成的网络。应与WAN供应商讨论有关线路实际设置的问题，并将该要求写进与提供商签订的合同中。 从通信公司到本单位建筑物的本地电缆往往是网络链路中最薄弱的部分，它会受到建筑施工、火灾、洪水、冰雪和缆线挖断等许多因素的影响。18. 试分析CIDR编制方案和分类编址方案的应用场合及其特殊要求。 答：略23. 一个具有地址的机构需要划分为15个以上子网，每个子网至少能容纳2000台主机。试用分类编址方案给出子网掩码和每个子网的配置。 答：略。参考书上例子。25. 简述网络层地址分配原则。随意分配地址可能发生哪些问题？ 答：在分配地址之前设计结构化寻址模型 为寻址模型的扩充预留地址空间 以分层方式分配地址块，以提高可扩展性和可用性 为了避免移动所带来的问题，应根据网络的物理位置而不是根据工作组成员逻辑关系分配地址块 分配网络地址时尽可能使用有意义的编号 如果地区和分支机构的网络管理技术水平比较高，那么可以授权他们管理自己的网络、子网、服务器和端系统的寻址 为了最大限度地满足灵活性，又使配置最小，可以为端系统使用动态寻址 为了最大程度地满足安全性和适应性，可以在IP环境中使用能够进行网络地址转换（NAT）的专用地址 随意分配地址可能发生下列问题： 网络和主机地址重复 出现无法在因特网选路的无效地址 路由器工作低效 全部或组地址不足 地址无法使用，从而导致地址浪费27. 解决IP地址不足的方法可采用哪些技术途径？如果使用网络地址转换(NAT)技术，对使用的专用IP地址范围是否有规定？ 答：解决有三种途径： 发展IPv6 使用动态地址分配技术 使用网络地址转换(NAT)技术 Intranet的专用地址，具体如下： 55，24位，约700万个地址(A类) 55，20位，约100万个地址(B类) 55，16位，约6.5万个地址(C类)32. 路由器选路协议如何进行分类？这些类别各有什么特点？ 答：全局性的还是分散式的 -具有全局状态信息的算法常被称作链路状态算法(LS) -距离向量算法（DV）就是一种分散式选路算法 静态的还是动态的 -静态路由算法中，随时间的流逝，路由的变化是非常缓慢的，通常是由人工干预进行调整 -动态选路算法能够在网络流量负载或拓扑发生变化时改变选路路径 负载敏感的还是负载迟钝的-当今的因特网选路算法（如RIP、OSPF和BGP）都是负载迟钝的第九章 测试验收与维护管理2. 实现原型系统进行性能测试在什么情况下是必要的？如果必要的话，应当采用何种测试工具和测试方法？ 答：在实验室全面地实现某个大型系统并进行测试往往是不切实际的。建立的原型系统的主要目的是验证重要的性能和功能。 一是有助于确定为达到验证设计的目的，需要在多大程度上实现该原型系统；二是检查和验证所设计系统的性能。 有3种实现和测试原型系统的方法： -作为实验室中的测试网络 -与运行的网络集成，利用空闲时间进行测试 -与运行的网络集成，在正常工作时间内测