阅读以下关于校园网络规则、设计的技术说明,结合网络拓扑图回答问题1至问题6。 【说明】 某大学城的部分网络拓扑结构如图3-14所示。其中14台以太网交换机Switch1至Switch14位于教学综合大楼内,网络中心机房与该大楼之间距离约为250m。5台以太网交换机Switch15至Switch19位于图书馆楼内,中心机房与图书馆楼距离约为650m。
问答题 随着信息化业务需求的不断增多,图书馆现有的电子阅览室已不能满足需求。为此图书馆开辟了一间有22个座位的无线阅览室,并采用Web+DHCP方式解决用户接入问题。当用户连上无线接入点AP,由无线网络控制器WNC为用户自动地分配IP地址,基于Web的认证成功后即可访问校园网或Internet。认证过程采用RADIUS与SSL相结合的方式,以防止非法用户的盗用。无线网络控制器应部署在图3-14所示的拓扑结构中的哪个位置?它具有什么功能?无线阅览室中的AP接入点应选择表3-3中的哪种设备?
【正确答案】正确答案:无线网络控制器(WNC)具有自动探测、监控、管理无线AP及端口隔离、带宽控制、ACL过滤等功能 建议将无线网络控制器(WNC)部署在交换机Switch15上 应选择型号为AP_1的室内无线接入点
【答案解析】解析:这是一道要求读者掌握无线网设备选型及部署的综合题。 1)关于无线网络控制器功能及位置部署的分析思路如下。 ①由题目中所提供的信息分析、提取与无线网络控制器有关的关键信息,由信息“当用户连上无线接入点AP,由无线网络控制器为用户自动的分配IP地址”推理出,无线接入点AP是面向用户的,那么无线网络控制器是面向网络中的无线接入点AP,它们之间的关系可表达为“用户——无线接入点AP——无线网络控制器——校园网”。因此要为用户自动地分配IP地址就要求无线网络控制器具有自动探测、监控、管理无线AP的能力。另外在无线网络控制器(WNC)设备选型时,还会考虑它是否具有端口隔离、带宽控制以及访问控制列表(ACL)过滤等功能。 ②阅读图3-14所示的拓扑结构图可知,放置在无线阅览室的接入层交换机Switeh19上连到图书馆楼内的交换机Switch15。电子阅览室的3台接入层交换机Switch16至Switch18也是上连到交换机Switch15。另外交换机Switch15还要连接图书馆工作区的20台计算机,可见交换机Switch15是一台汇聚层交换机,具有一定的网络管理能力。 ③由于试题中只说明在图书馆楼内开辟无线阅览室,而教学综合大楼未涉及到无线上网问题,因此建议将无线网络控制器(WNC)部署在交换机Switch15上。当然也可把无线网络控制器(WNC)部署在核心层交换机L3 Switch1或L3 Switch2上,但这样会使核心层交换机卷入到具体数据包的运算中(例如 ACL过滤等),增加核心层交换机的负载,降低了整个网络的数据包交换速度。 2)对于无线阅览室中的AP的选型,重点要注意到图3-14所示的拓扑图中无线接入点AP与无线阅览室同处于一个区域,结合试题中“5台以太网交换机Switch15至Switch19位于图书馆楼内,”其中“楼内”间接说明该AP可选用室内无线接入点。仔细阅读表3-3中3种不同型号AP的配置信息,可知型号 为AP_1的无线接入点内置了室内天线,而型号为AP_2、AP_3的无线接入点均外带了室外天线,因此无线阅览室中的AP应选择型号为AP_1的室内无线接入点。
问答题 某大学决定把每一门重要课程的内容采用多媒体技术转换成为生动形象的图文声像多媒体信息课件,允许学生在多媒体课堂上以100Mb/s速率点播,主动并且交互式地进行自学、重点学习或复习。为满足多媒体教学要求,且综合考虑性价比,图3-14所示的结构中位于多媒体教室的7台以太网交换机(Switch4~ Switch10)应选择表3-4中哪种类型的交换机?
【正确答案】正确答案:选用Switch_D型号交换机
【答案解析】解析:这是一道要求读者根据校园网实际应用进行交换机设备选型的综合分析题。对于多媒体教室的4台以太网交换机选型的分析思路如下。 1)从题目所提供的信息可知,网络中心机房不在教学综合大楼楼内,两者之间距离约为250m。 2)阅读图3-14所示的网络拓扑可知,多媒体教室在教学综合大楼楼内,即多媒体教室与网络中心机房位于不同建筑物中,两者之间距离约为250m,因此这两者之间的物理连接不能使用非屏蔽双绞线,必须使用光纤作为传输介质。 3)允许学生在多媒体教室上以100Mb/s速率点播多媒体信息课件,这就要求多媒体教室的接入层交换机端口速率大于等于100Mb/s。由于表3-4中Switch_A、Switch_B型号交换机24个以太网端口速率为 10Mb/s,因此这两种型号交换机不能满足这一应用需求。 4)由于题目要求在满足多媒体教学要求的前提下,还要综合考虑性价比。由图3-14所示的网络拓扑可知,中心机房已配备了两台三层交换机L3 Switch1和L3 Switch2组成了该校园网络的核心层,由此判断山多媒体教室的7台以太网交换机Switch4至Switch10应处于该校园网络的接入层或汇聚层。根据工程经验可知,单模光纤的传输距离(≤3km)比多模光纤(≤550m)远,但单模光纤模块价格比多模光纤模块贵,阅读表3-4中Switch_F型号交换机的配置信息,并与Switch_C、Switch_D、Switch_E的配置信息对比,可知Switch_F型弓交换机的性能最好,它可能是—台三层交换机,考虑到价格因素暂不选用它。 5)假没在通信流量峰值时段,多媒体教室中160台客户机同时以100Mb/s速率点播多媒体服务器,网络中的通信流量将达到160×100Mb/s=16Gb/s,而Switch_C型号交换机的交换容量约为9.6Gb/s,因此这种型号交换机也不能满足这一应用需求。 6)对比Switch_D、Switch_E两种型号交换机的配置信息可知,Switch_E的性能比Switch_D高,但由于多媒体教室与网络中心机房之间距离约为250m,小于多模光纤最大传输距离550m,综合考虑价格因素,建议交换机Switch4至Switch10选用Switch_D型号交换机。另外Switch_D型号交换机配有1个2端口1000BaseLx模块可满足一对单模光纤的接入以适应未来的业务发展。
问答题 本校园网综合布线工程建设时,信息模块的需求量考虑了3%富余量。综合考虑学校未来的发展需求,要求为所有客户机提供数据传输速率至少为100Mb/s的数据、图像及语音传输服务。那么本校园网工作区子系统至少需配置多少个MDVO信息模块式超5类信息插座?
【正确答案】正确答案:需配备399个MDVO信息模块式超5类信息插座
【答案解析】解析:这是一道要求读者熟练计算工作区子系统信息模块数量的试题。本题的计算思路如下。 1)仔细阅读图3-14所示的拓扑结构图,首先获取教学综合大楼楼内客户机的数量,其中办公室、多媒体教室、普通教室、礼堂的客户机数分别为68台、160台、56台、15台,可见综合大楼楼内工作区子系统信息模块数至少需要N1=68+160+56+15=299个。 2)接着获取图书馆楼内客户机的数量,其中办公区、电子阅览室、无线阅览室的客户机数分别为20台、68台、22台。由于无线阅览室22个信息点可以通过AP接入交换机,因此无须配置固定的信息模块插座。可见图书馆楼内工作区子系统固定信息模块数至少需要N2=20+68=88个。 3)题目中要求在综合布线工程建设中信息模块的需求量考虑3%富余量,那么图3-14所示的拓扑结构中工作区子系统至少需配置的信息模块量M=(N1+N2)×(1+3%)=(299+88)×1.03=398.61个,取整数399个。 另外说明一点,试题中提到的MDVO信息模块式超5类信息插座是一种多媒体专用信息模块插座。
问答题 图3-14所示的网络拓扑中L3 Switchl与L3 Switch2之间采用了Port Trunking技术,请说明该技术在该校园网中起什么作用,它与VTP协议有何区别?
【正确答案】正确答案:①Port Trunking技术用于提高互连交换机之间的吞吐量,并且当某一台核心层交换机或与接入层/汇聚层交换机的某一条互连线路出现故障时,系线会将通信业务快速自动切换到另一台正常工作的核心层交换机上,以使整个网络具备高容量、无阻塞、高可靠的能力 ②VTP协议主要用于保持VLAN的删除、添加、修改等管理操作的一致性.在同一个VTP域内,VTP协议通过中继端口在交换机之间互传VTP信息,从而使一个 VTP域内的交换机能共享VLAN信息
【答案解析】解析:这是一道要求读者掌握聚合链路(Pon Trunking)技术的简答题,要求读者有扎实的理论功底。本题所涉及的知识点有: 1)由IEEE802.3ad工作组制定的链路聚合(Port Trunking)技术,支持IEEE802.3协议,是一种用来在交换机与交换机之间扩大通信吞吐量、提高可靠性的技术,也称为骨干连接。 2)当两台核心层交换机采用聚合链路(Port Trunking)技术后,该技术可使交换机之间连接最多4条负载均衡的冗余连接。当某一台核心层交换机出现故障或核心层交换机与接入层/汇聚层交换机的某—条互连线路出现故障时,系统会将通信业务快速自动切换到另一台正常工作的核心层交换机上,以使整个网络具备高容量、无阻塞、高可靠的能力。 3)它与VTP协议的区别是,VLAN中继协议(VTP,VLAN Trunk Protocol)主要用于保持VLAN的删除、添加、修改等管理操作的一致性。在同一个VTP域内,VTP协议通过中继端口在交换机之间互传VTP信息,从而使一个VTP域内的交换机能共享VLAN信息。
问答题 现要求从经济实用的角度采用冗余技术改造该校园网的核心层网络(即主干网),以提高网络的可靠性。网络改造时考虑了向10Gb/s以太网平稳过渡的准备。请选择适当的传输媒体将图3-14所示的冗余连接链路补充完整,并说明这些新增链路的数据传输速率。(请用150字以内的文字简要说明)
【正确答案】正确答案:核心层交换机L3 SwiSh2 ①与交换机Switch1至Switch14之间采用新增强型多模光纤连接,链路速率为1Gb/s ②与交换机Switch15之间采用单模光纤连接,链路速率为1Gb/s ③与防火墙和各内网服务器之间采用6类非屏蔽双绞线互连,链路速率取决于防火墙和各内网服务器的接口速率,一般为100/1000Mb/s
【答案解析】解析:这是一道要求读者掌握采用冗余技术升级核心层主干网的综合分析题。本题的解题思路如下。 1)由IEEE802.3ae工作组制定的千兆位以太网(10GE)只工作在全双工方式,而不存在信道争用问题,因此也不使用带碰撞检测的载波侦听多路访问协议(CSMA/CD)。但它保留了IEEE802.3标准规定的帧格式和帧长度,以利于10/100/1000Mb/s以太网的平稳升级。 2)IEEE802.3ae工作组在介质传输距离上指出,对于多模光纤要实现两种传输距离:一是在旧网络已安装的多模光纤上达到100m;二是在新增强型多模光纤上达到300m。对于单模光纤要实现3种传输距离:校园网达到2km,城域网达到10km和40km。 3)在图3-14所示的拓扑结构图中,已画出两台核心层交换机L3 Switch1、L3 Switch2采用聚合链路 (Port Trunking)技术的互连线路。 4)由于教学综合大楼与网络中心机房之间距离约为250m,并从经济费用角度综合考虑,建议核心层交换机L3 Switch2到交换机Switch1至Switch14之间采用新增强型多模光纤进行连接。查表3-4可知,现有的核心层交换机L3 Switch2提供的是1个12端门1000BaseSx模块,因此这些新增链路速率为1Gb/s。 5)同理,图书馆楼与网络中心机房之间距离约为650m,超过了未来10Gb/s以太网新增强型多模光纤的最大传输距离,因此需要采用单模光纤来连接核心层交换机L3 Switch2与交换机Switch15。这条新增链路速率也为1Gb/s,因为现有的L3 Switch2交换机提供的是1个8端口1000BaseLx模块。 6)IEEE802.3ae工作组认为,把10Gb/s以太网放在5类电缆上负荷太重,建议采用6类电缆。因此考虑到费用问题,建议核心层交换机L3 Switch2与防火墙另一内网端口用6类非屏蔽双绞线互连,新增链路速率取决于防火墙端口的速率,一般为100/1000Mb/s。 7)综合考虑经济费用,建议核心层交换机L3 switch2与各内网服务器的另一张网卡接口用6类非屏蔽双绞线互连,新增链路速率取决于各内网服务器网卡接口的速率,一般为100/1000Mb/s。 图3-17给出了采用冗余技术改造核心层主干网后的拓扑图,其中设备之间的连线——实线表示原通信链路,虚线表示新增的通信链路。