3.开放性原则。开放的系统才最具有生命力,才能跟上世界通信、网络和计算机技术的发展潮流,才能始终拥有一个具有领先技术的网络系统,满足用户不断增长的需求。
4.可扩展性原则。即能够在系统的规模和性能两个方面进行一定程度的扩展。
5.安全性原则。即确保系统内部的数据和数据访问以及传输的信息是安全的。
6.性价比原则。即所谓投资合理性。在保证系统具有高性能的前提下,尽可能减少投资。
10.L3交换技术解决方案分成哪两类及其特点是什么?
答:L3交换技术解决方案一般被分为两类,一类是基于核心模型的解决方案,另一类是基于边缘多层混合交换模型。
基于核心模型的解决方案认为对于接近物理线路极限传输速度的网络流量,主要应该解决核心关键节点,即路由器的第三层交换技术。这种方案认为,在ATM交换机上实现IP路由和交换,采用新的的能够处理IP数据分组的硬件,可以显著地提高性能。它有两种技术实现原则:一种技术实现原则是尽可能地避免路由器对逐个数据分组的处理,把网络数据划分成不同的网络流,这样在处理的时候虽然仍是基于单个数据分组的,但是进行路由和转发已经不再根据传统的源/目的IP地址,而是以数据分组携带的网络流标志为根据;另一种技术实现原则是完全用ASIC硬件以线速来实现路由器的路由/转发、流控、管理、服务质量等功能。
基于边缘多层混合交换模型的解决方案认为网络智能应该更多地在网络的边缘而不是在网络的关键节点上实现,因为这样可以减少网络中继点的额外开销,降低改造/升级传统TCP/IP网络的费用和复杂度。所以这种方案对网络流的划分方法不是从核心中继系统的角度来划分,而是以端系统的网络服务请求作为依据。在模型实现中,绝大多数策略和请求都在端系统上完成,只有少数特定的控制功能(例如身份认证、防火墙、流量统计等)集中在少数机构网络核心节点的智能系统。这种模型也同样试图消除对数据分组逐个进行路由和转发所带来
的过高的系统开销,所采用的方法是在第三层路由变换一次,然后在第二层交换,第二层交换是端到端的网络流数据分组交换,即采用“一次路由,随后交换”,的策略。
11.设计一个10Base-T系统,并和原有的10Base-5与10Base-2以太网系统相联,需要哪些设备?如何联接?
答:在10Base-T以太网建设时,必须要考虑原来已经建设的同轴电缆网络,能够把它们与10Base-T系统联接在一起,形成一个以太网系统。在这个系统中,混合了粗缆、细缆和双绞线三种媒体段。为了兼顾10Base-5或10Base-2以太网系统,需要10Base-T集线器、双绞线、粗同轴电缆、细同轴电缆、BNC、T头和收发器等。
在10Base-T集线器产品上,配置了AUI及BNC联接器。与10Base-5以太网联接时,在集线器的AUI接口上配置一台外置收发器联接粗同轴电缆即可;与10Base-2以太网联接时,在集线器的BNC接口上联接细同轴电缆即可。
12.什么是标记交换的基本原理?
答:标记交换的思想是增强广域网的核心路由器的路由/转发能力。
相邻的标记交换路由器(TSR)之间的路由信息的交互都是基于网络层的路由协议,如EIGRP、OSPF、BGP等。路由表收敛之后,每个TSR为每条路径指定在本地生成的标记(Tag)。路由表使用标记进行路由表查找。每个标记可以标识一条或者多条路径的聚集,标记的分配是借助标记分配协议来完成的。在广域网的核心路由器中不必进行路由选择,它只要按部就班地剥去标记的一个域即可向下转发。
每个TSR都要求实现两个基本的功能:1.基于标记的转发/交换功能;2.管理互联TSR的合法标记集。这两个功能是彼此独立的,从而保证一旦其中一个功能做了改进,另一个可不必变化。同时这两个功能也不是单纯靠软件来实现,Cisco使用硬件来实现第一个功能即转发/变换功能以提高效率。
13.使用路由器进行网络互联的特点是什么?
答:路由器进行网络互联的特点主要有三方面:网络互联、网络隔离、流量控制。
1.网络的互联。路由器是面向网络层的数据包,真正实现网络间互联。多协议路由器不仅可以实现不同类型局域网的互联,而且可以实现局域网与广域网的互联以及广域网间的互联。路由器能完成如下几个功能:
地址映射:实现网络地址与子网物理地址和IP地址与以太网地址之间的映射。
数据转换:解决数据单元的分段与重组问题。
路由选择:每个路由器保持一个独立的路由表,对每个可能的目的网络,该表给出应该送往下一个路由器的地址以及到达目的主机的步数,数据包就是根据路由表选择最优路径进行转发的。路由表可以是静态的,也可以是动态的,而且可以根据需要手工增删路由表项。路由算法可以是各种各样的,因此比较灵活。
协议转换:多协议路由器可以实现不同的网络层协议转换的功能(例如IP与IPX之间的转换)。
2.网络的隔离。路由器不仅可以根据局域网的地址恶化协议类型,而且可以根据网络号、主机的网络地址、地址掩码、数据类型来监控、拦截和过滤信息。这种隔离功能不仅可以避免广播风暴,提高整个网络的性能,更主要的是有利于提高网络的安全和保密性。因为路由器所联接的网络是彼此独立的子网,便于分割一个大网为若干独立子网进行管理和维护。
3.流量的控制。路由器具有很强的流量控制能力,可以采用优化的路由算法来均衡网络负载,从而有效地控制拥塞,避免因拥塞而使网络性能下降。
14.在1Gb/s以太网半双工工作时,为何需要帧扩展技术和帧突发技术?叙述这两种技术的基本概念。
答:1.在半双工模式下,由于CSMA/CD机理的约束,产生了碰撞槽时间和碰撞域的概念。由于要在发送帧的同时能检测到媒体上发生的碰撞现象,就要求发送帧限定最小长度。
2.在一定的传输率下,最小帧长度域碰撞域的地理范围成正比关系。
3.以半双工模式为例,当传输率达到1Gb/s时,在同样的最小帧长度标准情况下,网络系统跨距将会缩小到无法使用的地步。
为此,在1Gb/s以太网上采用了帧的扩展技术。
帧扩展技术是在不改变802.3标准所规定的最小帧长度情况下提出的一种解决办法,把帧一直扩展到512字节即4096位,即若形成的帧小于512字节,则在发送时要在帧的后面添上扩展位,达到512字节发送到媒体上去。
使用帧扩展技术,在1Gb/s半双工模式下获得了比较大的地理跨距,以致1Gb/s以太网组网得到了较理想的工程可用性。但这种技术,如果处在大量短帧传输的应用环境中,就会造成系统带宽的浪费,大大降低半双工模式下的传输性能。要解决传输性能下降的问题,802.3z标准中定义了一种“帧突发”技术。
帧突发在千兆位以太网上是一种可选功能,它使一个站(特别是服务器)一次能连续发送多个帧,当一个站点需要发送很多短帧时,该站点先试图发送第一帧,该帧可能附加了扩展位的帧。一旦第一个帧发送成功,则具有帧突发功能的该站点就能够继续发送其他帧,直至帧突发的总长度达到1500字节为止。
显然,只有半双工模式才可能选择帧突发过程以弥补大量发送短帧时系统效率的急剧降低。
15.构成100Base-TX及100Base-FX以太网系统分别需要哪些组成部分?分别讨论所使用的各种传输媒体? 答:构成100Mb/s快速以太网系统的网络组成部分如下:网卡(外置或内置收发器);收发器(外置)与收发器电缆;集线器;双绞线及光缆媒体。
在100Mb/s快速以太网中使用了双绞线与光缆两种媒体,对于100Base-TX,可以使用5类100欧姆阻抗的不屏蔽双绞线,也可使用屏蔽双绞线。在使用屏蔽双绞线的环境中,网卡或者外置收发器上必须配置9芯联接器,屏蔽双绞线的阻抗为150欧姆。在100Base-TX环境中,两种双绞线的最长媒体段均为100mm。在使用3类不屏蔽双绞线的100Base-T4和100Base-T2环境中,一般选用62.5/125多模光缆,也可选用50/125、85/125以及100/125的光缆;但在一个完整的光缆段上必须选择同种型号的光缆;以免引起光信号不必要的损耗。对于多模光缆,在100Mb/s传输率、全双工情况下,系统中最长的媒体段可达2km。100Base-FX也支持单模光缆作为媒体,在全双工情况下,单模光缆段可达40km,甚至更远,但价格要比多模光缆贵得多。在系统配置时,可以外置单模光缆收发器,也可以在多模光缆收发器的联接器上再配置一个多模/单模转换器,以驱动单模光缆。
16.距离-向量算法的工作原理是什么?RIP路由表是怎样进行寻址工作的?
答:在RIP协议刚开始启动时,它要检测路由器的各个接口的状态和地址信息,以及在该接口上发送和接收数据时的距离值。如果接口状态正常,则在路由表中增加一条路由,表示可以到达该接口所在的网络,距离值就为0。这样,该路由器就把相邻的几个网络互联起来,在它们之间转发数据。
RIP采用主动发送、被动接收的机制来实现路由信息的交换。RIP有一个路由更新时钟,一般设置为30秒。每个路由器每隔30秒都要把它的整个路由表向其相邻的路由器发送。为了加快收敛,RIP定义了一直受激更新,即每当路由器检测到新的网络拓扑结构的变化时,除了重新计算自己的路由表外,都要立即向其他方向发送该更新信息。
RIP仅为每一个目的网络保留一条最佳路由。当新的路由信息提供一条更佳的路由时,路由器就用新的路由取代路由表中旧的路由。网络拓扑结构的改变可能引起路由的变化,在实际的情况中,既有可能出现新的最佳路由,从而取代旧的路由;也有可能由于网络某一部分出现故障,引起旧的路径不通,从而不得不利用次优的路径;或者导致网络完全中断,从路由表中删除相应路由的信息。
网络拓扑结构的变化,包含在路由更新信息中。当一台路由器检测到链路中断,或者路由器自身出现故障,它就重新计算路由,并发送路由更新协议。每一个接收到该更新信息的路由器,也相应会改变其路由表并向更远处传播网络状态的变化,直到该信息传播到整个网络范围内,使网络中各个路由器的路由表达到一个一致的状态。