网络工程组网技术实用教程-课后习题-张宜第2章习题解答指导

1、第2章习题解答指导1 简述接入层、汇聚层、核心层拓扑设计的步骤和要领。解答思路：网络拓扑结构的设计方法通常是从底层开始，即：接入层汇聚层核心层，逐层针对节点归类、链路数目、链路带宽、可靠性、安全性以及层与层之间的连接性能需求等要素为依据进行设计。（1）接入层拓扑结构的设计应以高可用性、高灵活性为原则，具体可按以下步骤进行：l 进行接入用户群的归类。l 明确每个接入用户群所对应的接入层设备类型及拓扑结构。l 明确用户的接入链路带宽。l 明确与汇聚层的连接方式。l 明确与汇聚层连接的上行链路带宽。l 处理好特殊用户，如部门服务器、网管设备、共享终端、无线用户、远程用户等的接入。（2）汇聚层与核心层

2、拓扑结构的设计应以高可靠性、高可用性、高效率为原则，同时兼顾用户对经济性的需求来进行综合设计。（略）2 互联网安全接入的拓扑结构设计通常有哪几种？解答思路：互联网安全接入的拓扑结构设计通常有以下4种：（1） 采用单一路由器接入互联网的拓扑结构（2） 采用单一代理服务器接入互联网的拓扑结构（3） 采用路由器、代理服务器接入互联网的拓扑结构（4） 采用路由器、防火墙接入互联网的拓扑结构3 服务器接入的拓扑结构设计通常有哪几种？解答思路：服务器接入的拓扑结构设计通常有以下4种：（1） 服务器通过单一链路从核心层接入（2） 服务器通过冗余链路从核心层接入（3） 服务器通过汇聚交换机均衡负载接入（4）

3、服务器通过防火墙的隔离区接入4 简述网络拓扑结构的智能弹性构架设计的优势。解答思路：应从以下两个方面来解答：（1） 有效解决网络结构的复杂性与使用的简单两者之间的矛盾（2） 将构物理架上复杂的、冗余链路交错的网络拓扑结构，虚拟化为逻辑上简单的、没有环路的网络拓扑结构，从根本上解决网络环路带来的问题5 归纳比较各种以太网的标准及技术特点。解答思路： 以太网的系列标准包括了标准以太网、快速以太网、千兆以太网、万兆以太网、十万兆以太网等等，各种标准的概况及技术特点如下：（1） 标准以太网于1980年代开始流行，其带宽为10Mbps，（2） 快速以太网也就是百兆以太网，流行于1990年代中期，采用IE

4、EE 802.3u标准，（3） 千兆以太网流行于1990年代末期，采用IEEE 802.3z、802.3ab标准（4） 万兆以太网于2002年开始流行，采用IEEE 802.3ae、802.3ak、802.3an标准（5） 十万兆以太网标准IEEE 802.3ba于2010年6月17日IEEE正式批准，带宽40G/100Gbps6 以太网的发展趋势和前景如何？解答思路：以太网之所以发展迅速、前景无限，主要在于其拥有结构简单、技术多样、相互兼容和价格便宜等诸多优势。例如，以太网的带宽从10M、100M 、1000M（1G）、到10G、100G，可适应各种应用的需求，而由于各种以太网均采用了相同的

5、IEEE802.3以太网介质访问控制协议、帧格式以及帧的最大和最小尺寸，彼此之间能够很好的兼容。随着以太网在局域网中的普及，带宽更高的城域以太网技术标准也在加紧研究开发，不久将会在城域网领域大显身手。7 FDDI技术、ATM技术的现状如何，为什么在如今的网络工程项目中很少采用？解答思路：FDDI和ATM曾经作为高带宽网络技术，被普遍用作局域网的主干网以及城域网和广域网的大型网络工程项目，在上世纪8090年代红极一时。然而，在千兆以太网技术的冲击之下，FDDI、ATM技术面临巨大的挑战，逐渐失去去高带宽的优势。加之FDDI、ATM技术上的复杂性，以及组网和网管的成本较高等因素，市场占有份额急剧萎

6、缩，目前在新建的网络系统中极少采用FDDI、ATM技术。8 简述局域网中常用的WLAN标准及技术特点。解答思路： 目前局域网中常用的WLAN标准包括IEEE802.11x、HomeRF、HiperLAN、WAPI等，各种标准的概况及技术特点如下：（1） IEEE802.11x系列标准主要有：802.11、802.11a、802.11b、802.11g、802.11n（2） HomeRF是在美国标准，其主要特点：在进行数据通信时，采用IEEE 802.11规范中的TCP/IP传输协议（3） HiperLAN是一种欧洲的系列标准，其主要特点：（4） WAPI是我国拥有自主知识产权的GB 15629

7、.11系列无线局域网安全技术国家标准，其传输和控制技术9 归纳比较DDN、FR、ISDN、xDSL及光纤接入等目前常用的广域网接入技术的优、缺点。解答思路：（1） DDN主要有以优、缺点：l 采用同步传输技术。l 支持全透明传输。l 属于专线网络。l DDN的主要缺点是费用较高，（2） ISDN主要有以下优、缺点：l （3） 帧中继主要有以下优、缺点：l （4） xDSL技术主要有以下优、缺点：l （5） 光纤接入技术主要有以下优、缺点：l 优点在带宽性能、传输距离、承载业务、运营维护等方面的独特优势l 10 有源光纤接入网AON和无源光纤接入网PON有什么不同？目前常用的AON、PON有哪些

8、相关标准？解答思路：有源光纤接入网AON和无源光纤接入网PON的不同点，主要在于其光分配网络是否依赖于激光源的支持。有激光源支持的AON覆盖范围大、传输距离远、成本也高：无激光源支持的PON覆盖范围小、传输距离不远、但成本低。目前常用的AON的标准主要有：MSTP；PON的标准主要有：基于ATM的APON、基于以太网的EPON和千兆无源光网GPON等。11 简述MSTP、APON、EPON和GPON等光纤接入网的技术特点。解答思路：（1） MSTP的技术特点（2） APON的技术特点（3） EPON的技术特点（4） GPON的技术特点12 有类IP地址与无类IP地址有什么不同？解答思路：有类I

9、P地址将IP地址分为A、B、C、D、E五类，并按特定的字节数划分网络号及主机号，例如A类：；B类：；C类：等等。编址方法很有规律，简单明了、使用方便，却造成有类IP地址使用效率低下的问题。无类域间路由技术CIRD，打破了按字节划分A、B、C有类IP地址的常规，按照无类IP地址对现有的IP地址进行重新构建和分配，例如：。不但提高了IP地址的利用率，还可以利用相应的路由汇聚技术缩小路由表的尺寸、减少路由信息广播、提高路由效率。13 公用IP地址与私用IP地址有什么不同？解答思路：公用IP地址是可以在Internet使用的IP地址，当一个网络直接与Internet互联或是用户要访问Internet时

10、，必须拥有合法的公用IP地址。这些公用IP地址通常由ISP运营商向IANA申请注册，经批准获得一定的IP地址范围后，再由ISP运营商向接入用户以租用的方式进行二次分配。用户得到合法的公用IP地址便可以在Internet上使用。例如：私用IP地址是一种非注册的IP地址，由IANA根据RFC 198协议以保留的方式从各类IP地址中专门划分出来，供用户按有类或无类IP地址在内部网络中自由使用，但这些地址在Internet上则为无效地址。例如：14 子网掩码的用途是什么？解答思路：主要由于识别IP地址中的网络号。具体用途如下：子网掩码是一个伴随IP地址的重要参数，长度也是32位的二进制数，其为全1位的

11、高位数与网络号的位数等长，而为全0的低位数则与主机号的位数等长。子网掩码在和IP地址进行逻辑“与”运算时，就会将IP地址中的主机号变为全0，相当于被掩抹掉，从而识别出IP地址的网络号。15 什么是变长子网掩码？解答思路：变长度的子网掩码VLSM用于对无类IP地址的网络号识别。由于无类IP地址的网络号不再受A、B、C类字节长度固定为8位、16位、24位的限制，对应的子网掩码同样不受/8、/16、/24的限制。无论是ISP运营商还是用户，在对所获得的无类IP地址进行子网划分时，可以根据需要采用可变长度的子网掩码。16 某企业拥有一个C类网段202.10.1.0/24，现需要划分6个子网，其中2个子

12、网为60台主机，4个子网为30台主机。请完成其子网的划分。解答思路： 由于各子网的主机数不同，必须采用变长度的子网掩码VLSM来划分。具体方法：第一步，先取n = 2，划分成4个子网，如子网1、2、3、4，每个子网可容纳62台主机，子网掩码从/24变为/26，即255.255.225.192。计算过程第二步，保留第一步在划分的前,1、2个子网，将子网3进一步划分为2个可容纳30台主机的子网。在这2个子网中，相当于取n = 3，子网掩码从/24变为/27，即255.255.224.0；主机号由原来的8位变5位，各子网可拥有25 2 = 30个有效主机地址。计算过程第三步，再将第一步在划分的子网4

13、按第2步的相同方法，进一步划分为2个可容纳30台主机的子网。计算过程最后得出6个子网的IP地址分配及子网掩码如下表所示：17 简述网络操作系统的用途解答思路：网络操作系统在网络系统的主要用途如下：l 资源管理。l 网络管理。l 网络通信。l 网络服务。18 常用的网络操作系统产品分为哪三种，它们在性能和用途上有什么不同？解答思路：常用的网络操作系统产品分为Windows、Unix、Linux三种，他们的性能和用途各有不同：（1） Windows Serve操作系统（2） UNIX操作系统（3） Linux操作系统19 简述服务器的用途及类型。解答思路：服务器在网络系统中有三大用途：l 承载并运

14、行网络操作系统，l 运行各种网络应用服务软件，l 对各种网络资源、网络客户、网络通信、网络操作等进行有效的管理 服务器的分类方法可按照构架、外形、性能和价格的不同，有多种结果：（1） 根据服务器CUP架构的不同，通常分为：复杂指令集CISC架构服务器、精简指令集RISC架构服务器、精确并行指令集EPIC架构服务器。（2） 按性能和价格的档次不同，通常可分为：低端服务器、中端服务器、高端服务器。此外，还可将服务器分为入门级、工作组级、部门级、企业级等四个等级。（3） 根据服务器外形结构的不同，通常分为台式服务器、机架式服务器、刀片式服务器、机柜式服务器。20 什么是冗余技术？服务器常用的冗余技术

15、有哪些？解答思路：冗余技术，是一种通过重复配置相同功能的备份要件来提高系统的稳定性和可靠性的重要技术手段。服务器冗余技术，主要是指针对服务器中容易发生故障的部件所采取重复配置、热备份、热插拔等技术手段，是提高系统稳定性和可靠性的重要保障。通常服务器采用的冗余技术有磁盘冗余阵列、热插拔硬盘、CPU冗余、冗余电源、冗余风扇、冗余网卡等等。21 在进行服务器的选型时，应注意哪些原则及要领？解答思路：服务器的选型通常应遵循：“稳定性与可靠性优先、先进性与成熟性并重、标准性与扩充性共存、技术性与经济性兼顾”的原则。具体的选型需要根据网络规模和应用需求的不同，以及自身的经济实力和技术力量而有所侧重。服务器

16、的选型要领：（1） 对于大型网络系统或者是大中型企业的关键业务，（2） 对于大中型网络系统或者是中型企业的关键业务，（3） 对于中小型网络系统或者是中小企业的关键业务，22 简述路由器的用途及类型。解答思路：路由器主要有以下几个方面的用途：l 实现网络之间的互接。l 完成网络之间数据包的路由寻址、选择与转发。l 监控和管理网络通信。路由器常用的分类方法有以下几种：l 按性能和价格档次的不同，分为l 按应用环境的规模和等级的不同，分为l 按使用场合特殊性的不同，分为23 路由器的吞吐量指标有哪些，各有什么用途？解答思路：反映路由器吞吐量指标主要有2项，用途如下：（1） 整机吞吐量，（2） 端口吞

17、吐量，24 什么是路由器的端口线速转发速率？试通过一个具体产品举例说明。解答思路：线速转发能力，指以最小包长（如以太网64字节）和最小包间隔（符合协议规定，如以太网8字节帧头、12字节帧间隙），在路由器端口上以传输线的速率进行无瓶颈传输同时不丢包的速率。该指标以每秒转发数据包的数量pps为单位，是反映路由器高性能端口的重要参数。计算方法如下： 端口线速转发速率（pps）= 端口带宽÷（最小包长+最小包间隔）举例说明：25 在进行路由器的选型时，应注意哪些原则及要领？解答思路：路由器的选型应遵循“性能优越、安全稳定、功能适当、易于扩展”的原则。先定位路由器的类型和档次，再选择关键的性能

18、指标，最后确定具体的机型。具体要领如下：l 按网络规模和发展，定位路由器类型和档次。l 按网络的应用需求，选择路由器系列和指标。l 按自身的经济实力，确定路由器品牌和机型。26 简述交换机的用途。解答思路：交换机主要有以下几个方面的用途：l 架构网络的拓扑结构。l 连接和识别网络节点。l 高效传输网络数据。l 控制管理网络运行。27 二层交换机和三层交换机的异同点有哪些？解答思路：相同点：都是交换机，主要由于内部网络进行节点连接和数据交换。不同点：二层交换机主要工作在OSI模型的数据链路层，按MAC地址进行数据交换；三层交换机除了像二层交换机一样工作在数据链路层，还可工作在网络层，按IP地址进

19、行路由交换。28 交换机的包交换速率指标的含义是什么？解答思路：交换机的包交换速率是反映其转发数据速率的重要指标，通常以背板带宽、交换容量两种不同形式来标称。由于交换容量与背板带宽的用途相当，因此，通常只标出其中的一种指标即可。l 背板带宽是决定交换机数据交换速率的重要指标，反映了各板卡模块与交换引擎之间连接带宽的最高上限，通常以每秒交换的千比特位Gbps为单位。背板带宽越大，交换机的交换速率越高、性能越强。l 交换容量是另一种反映交换机数据交换能力的综合指标，以Gbps为单位表示。高端交换机的交换容量很大，通常达几十至数百Gbps；中、低端交换机的交换容量一般在几十Gbps以下。29 什么是

20、交换机的包转发率？判断交换机是否具备满配置线速交换能力的条件是什么？试通过一个具体产品举例说明。解答思路：包转发率是反映交换机数据吞吐量的关键指标，也称为“满配置吞吐量”，以每秒转发包的数量pps为单位。通过该指标即可计算出交换机的所有端口是否都具备线速交换能力的“满配置线速交换”。满配置线速交换的具体条件是： 满配置吞吐量14.88Mpps×万兆端口数+1.488Mpps×千兆端口数+0.1488Mpps×百兆端口数+0.01488Mpps×十兆端口数举例说明：30 什么是交换机的背板带宽？交换机各端口之间实现全双工线速交换时，背板带宽必须满足什么条件

21、？试通过一个具体产品举例说明。解答思路：背板带宽是决定交换机数据交换速率的重要指标，反映了各板卡模块与交换引擎之间连接带宽的最高上限，通常以每秒交换的千比特位Gbps为单位。背板带宽越大，交换机的交换速率越高、性能越强。高性能的交换机各端口之间实现全双工线速交换时，背板带宽必须满足以下条件： 背板带宽（Gbps） 端口速率×端口数量×2 举例说明：31 在进行交换机的选型时，应注意哪些原则及要领？解答思路：交换机在选型时应遵循“功能齐全、性能优越、安全稳定、便于扩展”的原则，根据网络的规模、应用和发展，从整体上去综合考虑。交换机的选型要领，主要是按照核心层、汇聚层、接入层的

22、性能需求，同时兼顾品牌和价格等因素，逐层确定具体的机型，其中，在背板带宽、交换容量、包交换速率等关键指标的选型配置上，核心层交换机要求最高，汇聚层交换机次之，接入层交换机最低。（1） 核心层交换机的选型（2） 汇聚层交换机的选型（3） 接入层交换机的选型32 简述防火墙的用途及类型。解答思路：防火墙是网络的安全屏障，工作在OSI模型的所有层面。其中，除物理层用于信道的连接，其余各层均执行安全策略：在数据链路层及网络层进行MAC地址与IP地址之间的绑定、转换、策略路由、URL限制、及数据包过滤；在传输层至应用层，对TCP/UTP端口过往的请求及服务、各种数据流等进行多种协议下的监控、审计、认证、阻塞及攻击防范。因此，利用防火墙可对内部网络进行有效的监控，实现内部网重点网段的安全隔离，防止敏感的网络安全漏洞对整个网络造成不良影响。由此可见，防火墙实质上是一台执行安全策略的“网关服务器”，其功能独特、性能卓越、价格昂贵。防火墙主要分为：软件防火墙和硬件防火墙两大类。其中：l 软件防火墙l 硬件防火墙33 防火墙的吞吐量指标有什么用途？试通过一个具体产品举例说明。解答思路：防火墙的吞吐量指标，是指在不丢包的情况下每秒钟通过防火墙的数据量，反映防火墙线速传输数据的速率，以bps为单位