三級網路技術_中小型網路系統總體規劃與設計方法

一、考點分析

本章在考試中一般出現3個選擇題，

• 考點1：路由器技術指標
• 考點2：網路系統分層設計（上下級之比、核心層設計）
• 考點3：交換機技術指標（總帶寬計算方法）
• 考點4：網路服務器性能（系統高可用性）

二、基于網路的資訊系統基本結構

三、網路需求詳細分析

網路總體需求分析
綜合布線需求分析
網路可用性與可靠性分析
網路安全性分析
網路工程造價估算

四、網路結構與拓撲構型設計方法

1、大型和中型的網路結構必須采用分層的設計思想，這是解決網路系統規模、結構和技術的復雜性的最有效的方法，
2、是否需要分成3層的經驗資料
結點數為250~5000個，一般需要三層結構來設計，
結點數為100~500個，可以不設計接入層，直接設計核心層匯聚層的兩層結構，
結點數為5~250個，直接設計核心層即可，

五、核心層網路結構設計

核心層網路一般要承擔整個網路流量的40%~60%，目前應用于核心層網路的主要技術標準是GE/10GE，核心設備是高性能交換路由器，連接核心路由器的是具有冗余鏈路的光纖，

圖中兩種方案均采用鏈路冗余的方法
方案a成本高、可靠性高
方案b容易形成帶寬瓶頸，存在單點故障的潛在危險，

六、接入層網路結構設計

層次之間的上聯帶寬與下一級帶寬之比一般控制在1:20

Eg:
 一臺交換機具有16個100/1000Mbps全雙工下聯埠，它的上聯埠帶寬至少為（A），
	   A.0.8Gbps
	   B.1.6Gbps
	   C.2.4Gbps
	   D.3.2Gbps
	   
	① 100/1000Mbps中一般用較大的值計算
	② 單位要換算為與選項中的答案單位一致
	③ 層次之間的上聯帶寬與下一級帶寬之比一般控制在1:20
	④ 20·x = 16×1    x = 0.8

七、路由器選型的依據

（一）路由器的分類
高端路由器（高端核心路由器）
中端路由器（或企業級路由器）
低端路由器
#分類依據#：交換能力大于40Gbps的稱作高端路由器，背板交換能力低于40Gbps的稱為中低端路由器，
（二）路由器關鍵技術指標
①吞吐量
吞吐量是指路由器的包轉發能力，
路由器的吞吐量涉及兩個方面的內容：埠吞吐量和整機吞吐量，
路由器的包轉發能力與路由器的埠數量、埠速率、包長度、包型別有關，
②背板能力
背板是路由器的輸入端與輸出端之間的物理通道，傳統的路由器采用共享背板的結構，高性能的路由器一般采用的是交換式結構，背板能力決定了路由器的吞吐量，
③丟包率
丟包率是指在穩定的持續負荷下，由于包轉發能力的限制而造成包丟失的概率，
丟包率通常是衡量路由器超負荷作業時的性能指標之一，
④延時與延時抖動
延時是指資料包的第一個位元進了路由器，到該幀的最后一個位元離開路由器所經歷的時間，該時間間隔標志著路由器轉發包的處理時間，延時與包長度、鏈路傳輸速率有關，延時對物理性能影響很大，高速路由器一般要求為1518B的IP包，延時要小于1ms.
延時抖動是指延時的變化量，通常不把延時抖動作為衡量高速路由器的主要指標，但是語音、視頻業務對延時抖動的要求較高，
⑤突發處理能力
突發處理能力是指以最小幀間隔發送資料包而不引起丟失的最大發送速率來衡量
⑥路由表容量
⑦服務質量
路由的服務質量主要表現在佇列管理機制、埠硬體佇列管理和支持QoS協議上，
⑧網管能力
⑨可靠性與可用性
典型的高端路由器的可靠性可用性指標應該達到：
無故障連續作業時間（MTBF）大于10萬個小時
系統故障恢復時間小于30分鐘
主備用切換時間小于50ms
SDH與ATM介面切換時間小于50ms
路由器系統內不存在單故障點

八、交換機分類與主要性能指標

1、全雙工埠帶寬
計算方法：埠數×埠速率×2
2、半雙工埠帶寬
計算方法：埠數×埠速率

Eg:
  一臺交換機具有24個10/100Mbps全雙工埠和2個1000Mbps全雙工埠，如果所有埠都
  作業在全雙工狀態，那么該交換機總帶寬應為（D）
		A.4.4Gbps
		B.6.4Gbps
		C.6.8Gbps
		D.8.8Gbps
		
	  ① 先確定是全雙工還是半雙工：全雙工需要乘2
	  ② 注意單位的換算
	  ③ 10/100Mbps中計算時代入較大的值進行計算
	  ④ 24×100×2+2×1000×2=8800Mbps=8.8Gbps

九、網路服務器的分類

（一）應用服務器的主要技術特點
采用了瀏覽器/服務器（B/S）模式，傳統的C/S結構的資料庫服務器采用的是客戶與服務器的2層結構，而應用服務器形成了3層的體系結構，
（二）網路服務器從主機硬體角度的分類
基于CISC處理器的Intel結構的PC服務器
具有RISC結構處理器的服務器
小型服務器
大型中型計算機和超級服務器都采用RISC機構處理器，作業系統采用UNIX，
（三）按照網路應用規模分類
①基礎級服務器：1個CPU
②作業組級服務器：1~2個CPU
③部門級服務器：2~4個CPU，采用SMP技術
④企業級服務器：4~8個CPU，采用SMP技術

十、服務器采用的相關技術

（一）對稱多處理（SMP）技術
　　　　可以在多CPU結構的服務器中均衡負荷，
（二）集群技術
集群（Cluster）技術是向一組獨立的計算機提供高速通信線路，組成一個共享資料存盤空間的服務器系統，提高了系統思維資料處理能力，如果一臺主機出現故障，它所運行的程式將轉移到其他主機，大大提高了服務器的可靠性、可用性和容災能力，
（三）獨立磁盤冗余陣列（RAID）技術
在提高磁盤容量的基礎上，通過改善并行讀寫能力，提高硬碟的存盤能力和吞吐量，通過磁盤容錯處理，提高系統的可靠性，
（四）熱拔插功能
熱拔插功能允許用戶在不切斷電源的情況下，更換存在故障的硬碟、板卡等部件，從而提高系統對突發事件的應付能力，

十一、網路服務器性能

（一）運算處理能力
（二）磁盤存盤能力
（三）系統的高可靠性
系統的高可靠性 = MTBF/（MTBF+MRBR）
MTBF：平均無故障時間
MRBR：平均修復時間
系統高可靠性達到99.9%，每年的停機時間<=8.8h
系統高可靠性達到99.99%，每年的停機時間<=53min
系統高可靠性達到99.999%，每年的停機時間<=5min