问答题
阅读以下企业网络升级改造方面的相关说明，根据要求回答问题。
[说明]
某行业集团总公司下属有6家地市级分公司，建有企业信息化(如OA系统等)、计费及综合账务、网络管理等业务系统。不同的业务使用不同的业务支撑网，这些业务系统分属不同的部门管理和维护。各业务系统所有的业务服务器及核心设备均集中在省总公司，各分公司通过4条E1电路逻辑绑定而形成的8Mbps传输带宽，以客户端的形式访问省总公司的资源。该集团公司改造前的网络拓扑结构如图1所示。
由于存在多个不同的业务支撑网，网络资源分散，部分网络不能满足日益增长的业务需求，而又有部分网络资源利用率低。虽然各业务系统之间实现了互连互通，但无法进行有效的安全隔离，安全性较差。为了改变这种状况，满足企业业务支撑网络整体长期发展的需要，该集团公司采用MPLS VPN技术对原网络进行了改造。在全公司建立一张统一的MPLS骨干网络来承载公司所有内部业务，不同的业务系统通过划分VPN来实现互访与隔离。改造后的网络拓扑结构如图2所示。
[说明]
某行业集团总公司下属有6家地市级分公司，建有企业信息化(如OA系统等)、计费及综合账务、网络管理等业务系统。不同的业务使用不同的业务支撑网，这些业务系统分属不同的部门管理和维护。各业务系统所有的业务服务器及核心设备均集中在省总公司，各分公司通过4条E1电路逻辑绑定而形成的8Mbps传输带宽，以客户端的形式访问省总公司的资源。该集团公司改造前的网络拓扑结构如图1所示。
图1 某集团改造前网络拓扑结构图
由于存在多个不同的业务支撑网，网络资源分散，部分网络不能满足日益增长的业务需求，而又有部分网络资源利用率低。虽然各业务系统之间实现了互连互通，但无法进行有效的安全隔离，安全性较差。为了改变这种状况，满足企业业务支撑网络整体长期发展的需要，该集团公司采用MPLS VPN技术对原网络进行了改造。在全公司建立一张统一的MPLS骨干网络来承载公司所有内部业务，不同的业务系统通过划分VPN来实现互访与隔离。改造后的网络拓扑结构如图2所示。
问答题
在图1中，SDH传输网络至省总公司的传输带宽为STM-1。如果在省总公司不增加任何设备和板卡，将原网络中的核心路由器迁移为图2中的路由器R1，仅通过为每个逻辑通道绑定更多E1线路的方式增加备用链路的带宽，则在省总公司至各分公司传输带宽相等的要求下，请给出理论上路由器R1和R2之间的备用链路可以扩充到的最大传输带宽(请简要说明计算过程)。
【正确答案】①理论上省总公司至各分公司STM-1 155.52Mbps的CPOS接口模块中可以封装63个E1信道；
②在图2中，路由器R1和R2之间的备用链路最多由10个E1电路绑定(即63/6=10.5，并将计算结果向下取整数之后，得整数10)；
③该备用链路可以扩充到的最大传输带宽为2.048×10=20.48Mops
【答案解析】设计本问题的目的是加深读者对STM-1 155.52Mbps的通道化POS(CPOS)接口带宽分配的理解。本题的解答思路如下。
由题干关键信息“各分公司通过4条E1电路逻辑绑定而形成的8Mbps传输带宽……”和问题中关键信息“在图1中，SDH传输网络至省总公司的传输带宽为STM-1”可知，在图1中核心路由器上使用一个STM-1 155.52Mbps的通道化POS(Channelized POS，CPOS)接口模块，配置为通道化至E1(速率为2.048Mbps)，连接到SDH传输网，与各分公司接入路由器所用的E1接口相连。理论上省总公司至各分公司STM-1 CPOS接口模块中可以封装63个E1信道。
当图1中核心路由器迁移为图2中的路由器R1，且不增加任何设备和板卡，结合由题干关键信息“某行业集团总公司下属有6家地市级分公司”和问题中关键信息“在省总公司至各分公司传输带宽相等的要求下”，则省总公司至各分公司的备用链路最多由10个E1电路绑定(即63/6=10.5，并将计算结果向下取整数之后，得整数10)，其传输带宽为2.048×10=20.48Mbps。
问答题
与图1对比，图2中省总公司两套P设备、PE设备及其相关链路所组成的拓扑结构具有哪些优点?结合你的网络规划设计经验，请简要说明这些优点。
【正确答案】①核心层网络设备之间采用全互联结构，提供完全的核心层设备冗余和链路冗余(最多在3条链路失效时仍能保证网络业务流量的正常转发)；
②不存在设备级的单点故障，任何一台设备的损坏不影响网络的运行；
③两台多层交换机之间可以运行HSRP(或VRRP，或GLBP等)冗余网关协议，保证一台交换机出现故障时，服务器可以继续提供服务；
④借助于路由算法、策略路由等技术，可以实现网络流量的负载均衡；
⑤拓扑结构灵活、便于今后扩展
【答案解析】设计本问题的目的是加深读者对具体应用环境下网络拓扑结构冗余性分析的理解。本题的解答思路如下。
在图2所示的拓扑结构中，除了原核心路由器、原核心交换机之外，新增了一台核心路由器、一台核心交换机和6条千兆链路连接，使得该核心层网络具有全互联(Full mesh，或全冗余，或全网状)拓扑结构。与图1对比，图2所示拓扑结构具有以下优势。
①提供完全的核心层设备冗余和链路冗余(即核心交换机、核心路由器分别存在两台，并且每台核心设备与其他核心设备都存在链路)，具有良好的可靠性(3条及3条以下的链路失效不会导致网络的瘫痪)和性能(图2中任何两个节点之间只有链路延迟，无须经过中间节点转发或穿越中间链路)。
②消除了核心层网络的故障单点，提高了网络的可用性，增强了用户对网络造成风险的容忍度。当任何一台核心交换机失效之后，另外一台核心交换机仍可以处于工作状态，服务器的访问流量将由活跃的核心交换机承担；当任何一台核心路由器失效之后，动态路由算法将修改路径信息，使得活跃的核心路由器承载下级网络访问核心局域网络的流量。因此任何一台核心设备的失效都不会导致网络瘫痪。
③由于网络中存在两台核心交换机，因此可以在这两台交换机之间配置冗余网关协议(例如HSRP、VRRP和GLBP等)，可以通过并行链路支持负载分担来提高核心层网络的高速转发性能。当使用HSRP、VRRP协议时，对于局域的默认网关地址来说，一台交换机主用，一台交换机备用，可以通过为核心局域网设立两个默认网关地址方式实现两台核心交换机的负载均衡；当使用GLBP协议时，协议会自动实现核心交换机的负载均衡。
④从路由层面考虑，路径选择比较灵活，可以有多条备选路径，且易于实现网络流量的负载均衡。由于核心层网络中存在两台核心交换机，因此下一级网络的接入路由器至核心路由器就存在两条链路，通常情况下一条为主用链路，一条为备用链路。如果主用链路和备用链路带宽等不相同，可以通过交叉互连方式实现核心路由器的负载均衡；如果主用链路和备用链路带宽等相同，就可以采用RIPv2、IGRP等路由协议实现等开销路径上的负载均衡。也可以采用策略路由技术来分摊网络流量。
⑤为各个分公司访问核心局域网及其服务器等资源提供了多条路径选择，可靠性高。例如，当一台核心交换机出现故障时，公司总部的服务器仍可以继续提供服务。
⑥网状拓扑结构灵活、便于今后扩展。例如，适合今后部署具备环路控制功能的OSPF等链路状态路由协议。