三级网络技术_中小型网络系统总体规划与设计方法

一、考点分析

本章在考试中一般出现3个选择题。

• 考点1：路由器技术指标
• 考点2：网络系统分层设计（上下级之比、核心层设计）
• 考点3：交换机技术指标（总带宽计算方法）
• 考点4：网络服务器性能（系统高可用性）

二、基于网络的信息系统基本结构

三、网络需求详细分析

     网络总体需求分析
     综合布线需求分析
     网络可用性与可靠性分析
     网络安全性分析
     网络工程造价估算

四、网络结构与拓扑构型设计方法

     1、大型和中型的网络结构必须采用分层的设计思想，这是解决网络系统规模、结构和技术的复杂性的最有效的方法。
     2、是否需要分成3层的经验数据
         结点数为250~5000个，一般需要三层结构来设计。
        结点数为100~500个，可以不设计接入层，直接设计核心层汇聚层的两层结构。
        结点数为5~250个，直接设计核心层即可。

五、核心层网络结构设计

核心层网络一般要承担整个网络流量的40%~60%。目前应用于核心层网络的主要技术标准是GE/10GE，核心设备是高性能交换路由器，连接核心路由器的是具有冗余链路的光纤。

图中两种方案均采用链路冗余的方法
方案a成本高、可靠性高
方案b容易形成带宽瓶颈，存在单点故障的潜在危险。

六、接入层网络结构设计

层次之间的上联带宽与下一级带宽之比一般控制在1:20

Eg:
 一台交换机具有16个100/1000Mbps全双工下联端口，它的上联端口带宽至少为（A）。
	   A.0.8Gbps
	   B.1.6Gbps
	   C.2.4Gbps
	   D.3.2Gbps
	   
	① 100/1000Mbps中一般用较大的值计算
	② 单位要换算为与选项中的答案单位一致
	③ 层次之间的上联带宽与下一级带宽之比一般控制在1:20
	④ 20·x = 16×1    x = 0.8

七、路由器选型的依据

（一）路由器的分类
           高端路由器（高端核心路由器）
           中端路由器（或企业级路由器）
           低端路由器
     #分类依据#：交换能力大于40Gbps的称作高端路由器，背板交换能力低于40Gbps的称为中低端路由器。
（二）路由器关键技术指标
       ①吞吐量
           吞吐量是指路由器的包转发能力。
           路由器的吞吐量涉及两个方面的内容：端口吞吐量和整机吞吐量。
           路由器的包转发能力与路由器的端口数量、端口速率、包长度、包类型有关。
       ②背板能力
           背板是路由器的输入端与输出端之间的物理通道。传统的路由器采用共享背板的结构，高性能的路由器一般采用的是交换式结构。背板能力决定了路由器的吞吐量。
       ③丢包率
           丢包率是指在稳定的持续负荷下，由于包转发能力的限制而造成包丢失的概率。
           丢包率通常是衡量路由器超负荷工作时的性能指标之一。
       ④延时与延时抖动
           延时是指数据包的第一个比特进了路由器，到该帧的最后一个比特离开路由器所经历的时间，该时间间隔标志着路由器转发包的处理时间，延时与包长度、链路传输速率有关。延时对物理性能影响很大。高速路由器一般要求为1518B的IP包，延时要小于1ms.
           延时抖动是指延时的变化量。通常不把延时抖动作为衡量高速路由器的主要指标，但是语音、视频业务对延时抖动的要求较高。
       ⑤突发处理能力
           突发处理能力是指以最小帧间隔发送数据包而不引起丢失的最大发送速率来衡量
           ⑥路由表容量
           ⑦服务质量
路由的服务质量主要表现在队列管理机制、端口硬件队列管理和支持QoS协议上。
           ⑧网管能力
           ⑨可靠性与可用性
    典型的高端路由器的可靠性可用性指标应该达到：
           无故障连续工作时间（MTBF）大于10万个小时
           系统故障恢复时间小于30分钟
           主备用切换时间小于50ms
           SDH与ATM接口切换时间小于50ms
           路由器系统内不存在单故障点

八、交换机分类与主要性能指标

1、全双工端口带宽
           计算方法：端口数×端口速率×2
2、半双工端口带宽
           计算方法：端口数×端口速率

Eg:
  一台交换机具有24个10/100Mbps全双工端口和2个1000Mbps全双工端口，如果所有端口都
  工作在全双工状态，那么该交换机总带宽应为（D）
		A.4.4Gbps
		B.6.4Gbps
		C.6.8Gbps
		D.8.8Gbps
		
	  ① 先确定是全双工还是半双工：全双工需要乘2
	  ② 注意单位的换算
	  ③ 10/100Mbps中计算时代入较大的值进行计算
	  ④ 24×100×2+2×1000×2=8800Mbps=8.8Gbps

九、网络服务器的分类

（一）应用服务器的主要技术特点
           采用了浏览器/服务器（B/S）模式。传统的C/S结构的数据库服务器采用的是客户与服务器的2层结构，而应用服务器形成了3层的体系结构。
（二）网络服务器从主机硬件角度的分类
           基于CISC处理器的Intel结构的PC服务器
           具有RISC结构处理器的服务器
           小型服务器
大型中型计算机和超级服务器都采用RISC机构处理器，操作系统采用UNIX。
（三）按照网络应用规模分类
           ①基础级服务器：1个CPU
           ②工作组级服务器：1~2个CPU
           ③部门级服务器：2~4个CPU，采用SMP技术
           ④企业级服务器：4~8个CPU，采用SMP技术

十、服务器采用的相关技术

（一）对称多处理（SMP）技术
　　　　可以在多CPU结构的服务器中均衡负荷。
（二）集群技术
           集群（Cluster）技术是向一组独立的计算机提供高速通信线路，组成一个共享数据存储空间的服务器系统，提高了系统思维数据处理能力。如果一台主机出现故障，它所运行的程序将转移到其他主机，大大提高了服务器的可靠性、可用性和容灾能力。
（三）独立磁盘冗余阵列（RAID）技术
           在提高磁盘容量的基础上，通过改善并行读写能力，提高硬盘的存储能力和吞吐量。通过磁盘容错处理，提高系统的可靠性。
（四）热拔插功能
           热拔插功能允许用户在不切断电源的情况下，更换存在故障的硬盘、板卡等部件，从而提高系统对突发事件的应付能力。

十一、网络服务器性能

（一）运算处理能力
（二）磁盘存储能力
（三）系统的高可靠性
            系统的高可靠性 = MTBF/（MTBF+MRBR）
                      MTBF：平均无故障时间
                      MRBR：平均修复时间
           系统高可靠性达到99.9%，每年的停机时间<=8.8h
           系统高可靠性达到99.99%，每年的停机时间<=53min
           系统高可靠性达到99.999%，每年的停机时间<=5min