阅读以下关于网络应用系统运行及性能分析的技术说明，根据要求回答问题1至问题5。【说明】 某企业应用IPSec协议部署一个合同管理与查询系统的虚拟专用网(VPN)，其网络拓扑结构如图5-17所示。该系统由1台数据服务器和350台客户机(PC1～PC350)构成，数据服务器和客户机之间通过局域网进行通信，数据服务器通过VPN隧道连接到两个异地的交易网关X和Y。.jpg)
系统中的350台客户机的配置完全相同。每一台客户机一次只能处理一个应用，不能同时处理多个应用。一个应用完成之后，才能处理下一个应用任务。 数据服务器直接从交易网关接收数据(这个操作被称为接收任务)，即便是在峰值时间也必须在10s内完成，否则数据会丢失。 数据服务器采用对称多处理器系统(双核系统以上)，操作系统使用虚拟存储(操作系统需要80MB的主存，假设与CPU的数量无关)。由于该系统使用虚拟存储，因此没有必要全部从主存中为操作系统和每个任务申请存储空间。但是，如果系统从主存中分配给操作系统的存储空间不到其所需的80%，分配给应用任务的存储空间不到其所需的50%，分配给接收任务的存储空间不到其所需的80%，系统性能会下降到不能接受的程度。 数据服务器需根据客户机选择的应用创建不同的应用任务。当客户机上的处理完成后，相应的应用任务也完成了。服务器启动时，分别为每个交易网关创建一个接收任务。在峰值时间点，处理应用任务1的客户机有100台，处理应用任务2的客户机有200台，处理应用任务3的客户机有50台。 合同管理与查询系统系统需要完成应用任务1至应用任务3的操作，以及从交易网关接收数据等4种类型的处理操作，见表5-8。.jpg)
系统中的350台客户机的配置完全相同。每一台客户机一次只能处理一个应用，不能同时处理多个应用。一个应用完成之后，才能处理下一个应用任务。 数据服务器直接从交易网关接收数据(这个操作被称为接收任务)，即便是在峰值时间也必须在10s内完成，否则数据会丢失。 数据服务器采用对称多处理器系统(双核系统以上)，操作系统使用虚拟存储(操作系统需要80MB的主存，假设与CPU的数量无关)。由于该系统使用虚拟存储，因此没有必要全部从主存中为操作系统和每个任务申请存储空间。但是，如果系统从主存中分配给操作系统的存储空间不到其所需的80%，分配给应用任务的存储空间不到其所需的50%，分配给接收任务的存储空间不到其所需的80%，系统性能会下降到不能接受的程度。 数据服务器需根据客户机选择的应用创建不同的应用任务。当客户机上的处理完成后，相应的应用任务也完成了。服务器启动时，分别为每个交易网关创建一个接收任务。在峰值时间点，处理应用任务1的客户机有100台，处理应用任务2的客户机有200台，处理应用任务3的客户机有50台。 合同管理与查询系统系统需要完成应用任务1至应用任务3的操作，以及从交易网关接收数据等4种类型的处理操作，见表5-8。
问答题
假设在服务器和客户机之间均采用TCP/IP协议通信。请估算出在峰值时间点，该局域网上传输的数据的最小流量是多少? (请简要写出计算过程)
【正确答案】正确答案：应用任务1的数据量 D1=2500×51.2×8×100b=102400000b=1.024×108b 应用任务2的数据景D2=1000×96×8×200b=1.536×108 应用任务3的数据景 D3=200×18×8×50b=1440000b=0.144×108b 局域网上传输的数据的最小流量为.jpg)
【答案解析】解析：这是一道要求读者根据实际应用环境熟练应用数据传输速率公式计算的综合题。本题的计算思路如下。 1)根据表5-8所提供的信息，由于试题中未给出数据服务器直接从交易网关接收数据的接收任务的具体数据量，因此在计算峰值时间点该局域网上传输的数据流量时暂时不做考虑。 2)由于在峰值时间，处理应用任务1的客户机有100台，而应用任务1由2500个记录构成，每个记录51.2B，因此峰值时间段局域网上传输应用任务1的数据量D1为： D1=2500×51.2×8×100b=102400000b=1.024×108b 注意计算时要把51.2B转换成51.2×8b，以便统一单位，为后面计算数据传输速率奠定基础。 3)同理，处理系统中应用任务2的客户机有200台，而应用任务2由1000个记录构成，每个记录96B，因此峰值时间段局域网上传输应用任务2的数据量D2为： D2=1000×96×8×200b=1.536×108b 4)处理系统中应用任务3的客户机有50台，而应用任务3由200个记录构成，每个记录18B，因此峰值时间段局域网上传输应用任务3的数据量D3为： D3=200×18×8×50b=1440000b=0.144×108b 5)峰值时间段局域网上传输的数据的最小流量是指这350台客户机同时与数据服务器进行相互通信的数据传输速率。设该数据的最小流量为R，根据数据传输速率计算公式.jpg)
可得：=(10.24+10.24+3.6)×106b/s=24.08×106b/s=24.08Mb/s 6)若考虑到该局域网上的控制信息的开销(以太网帧头、IP头、TCP/UDP头等)，该局域网上传输的数据的最小流量约为25Mb/s。 7)注意，常见的一种错误计算过程是：.jpg)
可得：=(10.24+10.24+3.6)×106b/s=24.08×106b/s=24.08Mb/s 6)若考虑到该局域网上的控制信息的开销(以太网帧头、IP头、TCP/UDP头等)，该局域网上传输的数据的最小流量约为25Mb/s。 7)注意，常见的一种错误计算过程是：
问答题
假设该企业每名员工配备有一台计算机，每个部门有独立子网：员工所用PC机的IP地址由其所在部门指派，由企业信息部负责IP地址的管理，应用软件的配置、维护和升级等工作。若该企业要求实现各子系统的用户只能通过安装在本部门的客户机处理其业务的访问控制策略1，例如合同管理子系统的用户在处理业务时只能使用安装在本部门的客户机，则需要通过检测客户机的(1)地址，用以判断客户端是否来自授权部门。 若该企业要求实现只允许授权职工通过为其配置的客户机使用差旅审批子系统的访问控制策略2，则需要通过检测客户机的(2)地址，用以判断客户端是否来自授权的计算机。
【正确答案】正确答案：(1)IP地址(2)MAC地址
【答案解析】解析：本题解答思路来源于题目中访问控制策略1或访问控制策略2的提示信息。在网络工程实践中，通常使用虚拟局域网VLAN技术来实现这一客户需求。VLAN是一种将局域网设备从逻辑上划分(注意，不是从物理上划分)成一个个网段，从而实现虚拟工作组的数据交换技术。即它可以根据实际应用需求，把同一物理局域网内的不同用户逻辑地划分成不同的广播域，每一个VLAN都包含一组具有相同业务需求的计算机。VLAN通常有4种划分方式，即基于设备端口划分；基于MAC地址划分；基于第三层IP地址划分；基于策略划分(或基于应用划分)。 题目中访问控制策略1的要求是，各子系统的用户只能通过安装在本部门的客户机处理其业务。(3)空缺处所要解决的问题是“判断客户端是否来自授权部门”，解题的关键信息是“授权部门”。一个相同操作权限的部门可划分成一个VLAN，因此，可以通过最简单的方法——检测客户端的IP地址来判断客户端是否来自授权部门。 对于访问控制策略2的要求是，只允许授权职工通过为其配置的客户机使用差旅审批子系统。(4)空缺处所要解决的问题是“判断客户端是否来自授权的计算机”，解题的关键信息是“授权的计算机”。由于物理地址(MAC地址)是每一张网卡固化的全网惟一的标识符，因此，可以根据允许授权职工主机中的MAC地址来划分一个满足访问控制2要求的VLAN。另外，企业还需通过计算机操作系统本身的安全控制功能(如开机指纹识别等)来加强这些授权客户机的安全性。 综上分析，要实现访问控制策略1需要客户端的IP地址，用以判断客户端是否来自授权部门；要实现访问控制策略2需要客户端的MAC地址，用以判断客户端是否来自授权计算机。
问答题
针对本合同管理与查询系统的不同应用，说明在该系统中哪些应用任务适合采用UDP作为服务器与客户机的通信协以?请用200字以内的文字简要说明理由。
【正确答案】正确答案：由于UDP协议是一种不可靠、无连接的协议，其报头长度固定为8B，适用于一些要求运行效率较高的应用，而应用任务1、应用任务2用于实时显示交易数据，且数据在局域网内部佶输，偶发性的数据包丢失关系不大，因此适合选择UDP协议 应用任务3用于处理合同数据，数据不准丢失，为了保证数据的完整性，不适合选择UDP协议
【答案解析】解析：这是一道要求读者根据实际应用环境选择传输层协议的综合分析题。本题的解答思路如下。 1)在TCP/IP协议族中，传输层协议主要有传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)。 其中，TCP协议是一种提供高可靠服务、面向连接、全双工通信的协议，其报头长度为20～60B，它适用于需要大量传输交互式报文的应用场合(例如，HTTP协议、SMTP协议、FTP协议等)。而UDP协议是一种不可靠的、无连接的协议，其报头长度固定为8B，它适用于在一些要求运行效率较高的特殊应用场合(例如，SNMP协议、DNS系统、IP电话、流媒体通信等)。 2)在表5-8所提供的信息中，应用任务1、应用任务2用于实时显示交易数据，而且数据在局域网内部传输(数据的丢包率较低、可靠性较高)，偶发性的数据包丢失关系不大，因此适合选择UDP协议。 3)而应用任务3用于处理合同数据，数据信息较为重要，不准丢失，为了保证数据的完整性，不适合选择UDP协议而应选用传输可靠性高的TCP协议。
问答题
要保证在峰值时间点，应用任务的处理速度仍可接受，服务器所需的最小主存是多少兆字节? (请简要写出计算过程)
【正确答案】正确答案：操作系统本身需要的主存为80MB 应用任务所需的主存为100×6+200×5+50×8=2000MB 接收任务所需要的主存为2×4=8MB 服务器所需的最小主有为80MB×80%+2000MB×50%+8MB×80%=1070.4MB
【答案解析】解析：这是一道要求读者根据实际应用环境计算服务器最小内存的综合题。本题的计算思路如下。 1)由题干的关键信息“数据服务器操作系统使用虚拟存储，操作系统需要80MB的主存”可知，操作系统本身需要的主存为80MB。 2)根据题干的关键信息“在峰值时间点，处理应用任务1的客户机有100台，处理应用任务2的客户机有200台，处理应用任务3的客户机有50台”，结合表5-8所提供的信息可计算出，应用任务1至应用任务3所需的主存为100×6+200×5+50×8=2000MB。 3)在图5-17所示的网络拓扑结构中，数据服务器需要通过VPN隧道与交易网关X、交易网关Y进行通信，即数据服务器中有2个相对应的接收任务2；结合表5-8所提供的信息可计算出，接收任务所需要的主存为2×4=8MB。 4)根据题干的关键信息“如果系统从主存中分配给操作系统的存储空间不到其所需的80%，分配给应用任务的存储空间不到其所需的50%，分配给接收任务的存储空间不到其所需的80%，系统性能会下降到不能接受的程度”可知，在峰值时间点，服务器所需的最小主存为80MB×80%+2000MB×50%+8MB×80%=1070.4MB，取整数1071MB。
问答题
在峰值时间，可能使用单独的CPU无法保证在规定的时间内完成各种应用。为了解决这个问题，需要增加CPU的数量。根据题干所提供的信息且近似认为服务器处理速度与CPU的数量成正比，计算在服务器上需要安装的最小的CPU数量。(请简要写出计算过程)
【正确答案】正确答案：应用任务所需的CPU处理时间为100×300+200×185+50×25=68250ms=68.25s 接收任务所需的CPU处理时间为2×200=400ms=0.4s 在服务器上需要安装的最小的CPU数量为.jpg)
【答案解析】解析：这是一道要求读者根据实际应用环境计算服务器最小CPU数量的分析理解题。本题的解答思路如下。 1)根据题干的关键信息“在峰值时间点，处理应用任务1的客户机有100台，处理应用任务2的客户机有200台，处理应用任务3的客户机有50台”，结合表5-8中“CPU处理时间”列所提供的信息可计算出，应用任务1至应用任务3所需的CPU处理时间为100×300+200×185+50×25=68250ms=68.25s。 2)由问题4的分析可知，数据服务器需要处理2个分别来自交易网关X、交易网关Y的接收任务，结合表5-8中每个接收任务所需的CPU处理时间为200ms可计算出，系统总的接收任务所需的CPU处理时间为2×200=400ms=0.4s。 3)根据题干的关键信息“数据服务器直接从交易网关接收数据，即便是在峰值时间也必须在10s内完成，否则数据会丢失”可知，若要保证在10s内不丢失数据，而在服务器上需要安装的最小的CPU数量为