【正确答案】(1)用二层交换机取代10Mbps共享式集线器。 (2)二层交换机需要支持VLAN功能，通过VLAN的划分，不同的VLAN对应不同的员工组，VLAN之间的信息相互隔离。 (3)VLAN策略可以通过基于交换机物理端口的策略来划分。员工接入不同的端口即加入不同的VLAN，实际上等于加入了不同的组。 (4)对交换机性能方面，可以使用24端口的10/100Mbps自适应以太网交换机。 (5)背板交换容量最低应达到10×24×2=480Mbps。如果考虑所有端口100Mbps的速率，则背板交换容量最低应达到4.8Gbps。

【答案解析】本题重点考查网络规划设计中的通信流量分析和依据流量对网络设备的选择。 本问题主要考查对VLAN、共享式以太网、交换式以太网的理解。 VLAN可以把LAN划分成逻辑上信息隔离的区域。 共享式以太网连接时，连接在共享式集线器(Hub)上的所有计算机站点共享相同的带宽。 交互式以太网连接需要二层以太网交换机，每个端口连接一个计算机设备。交换式以太网可以实现独享带宽。VLAN的划分必须是基于二层交换设备。集线器(Hub)不支持VLAN功能。 VLAN的实现策略有很多种类，简单的是基于二层交换机的物理端口划分VLAN。其他VLAN划分策略还有MAC地址、基于IP地址或协议等。 交换机性能计算原则：一个端口连接一台计算机。背板交换容量计算公式是： 交换机背板交换容量=交换机端口数×每端口的标称速率×全双工系数。如果交换机支持全双工，则全双工系数为2；如果只支持半双工，则全双工系数为1。 二层交换机的端口数据一般是8、16、24、48。20台计算机可选择24端口的交换机。

【正确答案】网段2用户流量分析表如下表。

业务种类	平均用户数	每用户平均流量	总流量	出流量	入流量	网内流量
邮件	150	0.32Mbps	48Mbps	24Mbps	24Mbps	无
办公系统	300	0.16Mbps	48Mbps	9.6Mbps	38.4Mbps	无
视频监控	20	2.4Mbps	48Mbps	16Mbps	16Mbps	16Mbps
内部交流	600	0.008Mbps	4.8Mbps	0.48Mbps	0.48Mbps	3.84Mbps

网段2的总流量分配表如下表。

流量分布	源网段	目的网段	总流量
网段内部	2	2	3.84+16=19.84Mbps
访问服务器	2	主网段	24+9.6=33.6Mbps
服务器反馈	主网段	2	24+38.4=62.4Mbps
P2P	2	网段1和网段3	32+0.96=32.96Mbps

【答案解析】(1)通信流量分布的简单规则。 在通信规范分析中，最终的目标是产生的通信量，其中，必要的工作是分析网络中信息流量分布问题。在整个过程中，需要依据需求分析的结果来产生单个信息流量的大小，依据通信模式、通信边界的分析，明确不同信息流在网络不同区域、边界的分布，从而获得区域、边界上的总信息流量。 对较为简单的网络，可以不需要进行复杂的通信流量分布分析，仅采用一些简单的方法，例如：80/20规则、20/80规则等；但是对于复杂的网络，仍必须进行复杂的通信流量分布分析。 (2)80/20规则。 80/20规则是传统网络中广泛应用的一般规则。80/20规则是基于这样的可能性：在一个网段中，通信流量的80%是在该网段内流动，只有20%的通信流量是访问其他网段。 80/20规则适用于内部交换较多、外部访问相对较少、网络较为简单、不存在特殊应用的网络或网段。 (3)20/80规则。 随着互联网的发展，一些特殊的网络不断产生，例如，小区内计算机用户形成的局域网、大型公司用于实现远程协同工作的工作组网络等。这些网络的特性就是：网段的内部用户之间相互访问较少，大多数网络访问都是对网段外的资源进行访问。对应这些流量分布则位于另一个极端，可以采用20/80规则。 20/80规则的思路是：根据对用户和应用需求的统计，计算网段内的通信总量，其中，20%的通信量是在该网段内流动，80%的通信流量是访问外部网段。 80/20规则和20/80规则虽然比较简单，但这些规则是建立在大量的工作经验基础上的；另外，通过这些规则的应用，可以很快完成一个复杂网络中大多数网段的通信流量分析工作，可以合理减少大型网络中的设计工作量。 (4)通信流量分析步骤。 步骤一：把网络分成易管理的网段。 步骤二：确定个人用户和网段应用的通信流量。 步骤三：确定本地和远程上的通信流量。 步骤四：对每个网段重复步骤一、步骤二、步骤三。 步骤五：分析基于各网段信息的广域网和骨干网络的通信流量。 (5)常见互联网业务流量规则。 E-mail：发送邮件和接收邮件(只与邮件服务器发生流量)。视为对等流量，即50%流出，50%流入。 Web：浏览网络，从Web下载的流量大(只与Web服务器发生流量)。使用20/80规则。流出：20%，流入80%。 FTP或文件共享业务：等同电子邮件业务(只与FTP或文件共享服务器发生流量)。50%流出，50%流入。 办公自动化业务：等同Web业务(只与办公自动化服务器发生流量)。20%流出，80%流入。 视频监控：属于P2P业务类型(用户之间发生流量)，在内部网络中流量平均分配。 内部交流：属于P2P业务类型(用户之间发生流量)，80%发生在网段内部，20%发生在网段之间。 根据问题2给出的条件，网段2的流量计算如下： 电子邮件业务：总流量48Mbps，50%流出本网段24Mbps，50%流入本网段24Mbps。无内部流量。 办公系统：总流量48Mbps，20%流出本网段9.6Mbps，80%流入本网段38.4Mbps。无内部流量。 视频监控：总流量48Mbps，3个网段平均分配，则外部流量占2/3，为32Mbps，流入、流出各占50%，即流入16Mbps，流出16Mbps；网内流量占1/3，即16Mbps。 内部交流：总流量4.8Mbps，20%网段之间流量，出入平均分配，则流出0.48Mbps，流入0.48Mbps；80%网段内部，即3.84Mbps。

【正确答案】接入路由器： 内部交换流量=19.84Mbps。 网段2和主网段流量=48Mbps+48Mbps=96Mbps。 网段之间的流量=32.96Mbps。 网段2总流量=48×3+4.8=148.8Mbps。 (2)核心路由器： 网段1、2、3与主网段之间总流量：96Mbps×3=288Mbps。 其中，主网段到网段1、2、3流量：(24+38.4)×3=187.2Mbps。 网段1、2、3到主网段流量：(24+9.6)×3=100.8Mbps。 网段之间的转发流量：32.96Mbps×3=98.88Mbps。 总流量：288Mbps+98.88Mbps=386.88Mbps。 (3)网段2内部流量为19.84Mbps，网段2接入路由器总流量为96+32.96=128.96Mbps。 所以，网段交换机互连选择100Mbps以太网技术，接入路由器背板交换容量在200Mbps以上。 (4)网段2到服务器上行流量为33.6+32.96/2=50.08Mbps,下行流量为62.4+32.96/2=78.88Mbps。 所以，接入路由器和核心路由器之间的链路应为100Mbps全双工以太网链路。 主网段到网段1、2、3流量(24+38.4)×3=187.2Mbps。网段1、2、3到主网段流量：(24+9.6)×3=100.8Mbps。核心路由器总流量为386.88Mbps。 所以，主网段和核心路由之间的链路应选择1000Mbps以太网技术连接，核心路由器背板交换容量在400Mbps以上。 (5)因为增加20%开销后，核心路由器总流量为：386.88×1.2=464.254Mbps。所以，需要升级核心路由器背板交换容量升级至600Mbps以上，链路带宽可满足要求。

【答案解析】问题3依据问题2的流量分布进行计算。 按3个子网段相同来计算，以网段2为例。 接入路由器内部流量： 视频监控内部流量16Mbps+内部交流内部流量3.84Mbps。 网段至主网段流量(出流量+入流量)：48+48=96Mbps。 网段之间的流量(出流量+入流量)：32+0.96=32.96Mbps。 总流量：48×3+4.8=148.8Mbps。 核心路由器： 网段之间转发流量(出流量+入流量)：32.96Mbps×3=98.88Mbps。 网段到主网段流量(出流量+入流量)：96Mbps×3=288Mbps。 总流量：386.88Mbps。 路由背板交换容量选择原则：大于总流量，并有20%～30%的冗余，取200Mbps的整数倍。