網絡系統集成 思考題

(1)網絡系統的生命週期是什麼?有幾種分類?每一類分別有什麼特點?

生命週期:需求規範、通信規範、邏輯網絡設計、物理網絡設計、實施階段
有4種分類
特點:
(1)按地理範圍分類
①局域網LAN(Local Area Network)
局域網地理範圍一般幾百米到10km之內,屬於小範圍內的連網。如一個建築物內、一個學校內、一個工廠的廠區內等。局域網的組建簡單、靈活,使用方便。
②城域網MAN(Metropolitan Area Network)
城域網地理範圍可從幾十公里到上百公里,可覆蓋一個城市或地區,是一種中等形式的網絡。
③廣域網WAN(Wide Area Network)
廣域網地理範圍一般在幾千公里左右,屬於大範圍連網。如幾個城市,一個或幾個國家,是網絡系統中的最大型的網絡,能實現大範圍的資源共享,如國際性的Internet網絡。
⑵按傳輸速率分類
網絡的傳輸速率有快有慢,傳輸速率快的稱高速網,傳輸速率慢的稱低速網。傳輸速率的單位是b/s(每秒比特數,英文縮寫爲bps)。一般將傳輸速率在Kb/s—Mb/s範圍的網絡稱低速網,在Mb/s—Gb/s範圍的網稱高速網。也可以將Kb/s網稱低速網,將Mb/s網稱中速網,將Gb/s網稱高速網。
網絡的傳輸速率與網絡的帶寬有直接關係。帶寬是指傳輸信道的寬度,帶寬的單位是Hz(赫茲)。按照傳輸信道的寬度可分爲窄帶網和寬帶網。一般將KHz—MHz帶寬的網稱爲窄帶網,將MHz—GHz的網稱爲寬帶網,也可以將kHz帶寬的網稱窄帶網,將MHz帶寬的網稱中帶網,將GHz帶寬的網稱寬帶網。通常情況下,高速網就是寬帶網,低速網就是窄帶網。
⑶按傳輸介質分類
傳輸介質是指數據傳輸系統中發送裝置和接受裝置間的物理媒體,按其物理形態可以劃分爲有線和無線兩大類。
①有線網
傳輸介質採用有線介質連接的網絡稱爲有線網,常用的有線傳輸介質有雙絞線、同軸電纜和光導纖維。
●雙絞線是由兩根絕緣金屬線互相纏繞而成,這樣的一對線作爲一條通信線路,由四對雙絞線構成雙絞線電纜。雙絞線點到點的通信距離一般不能超過100m。目前,計算機網絡上使用的雙絞線按其傳輸速率分爲三類線、五類線、六類線、七類線,傳輸速率在10Mbps到600Mbps之間,雙絞線電纜的連接器一般爲RJ-45。
●同軸電纜由內、外兩個導體組成,內導體可以由單股或多股線組成,外導體一般由金屬編織網組成。內、外導體之間有絕緣材料,其阻抗爲50Ω。同軸電纜分爲粗纜和細纜,粗纜用DB-15連接器,細纜用BNC和T連接器。
●光纜由兩層折射率不同的材料組成。內層是具有高折射率的玻璃單根纖維體組成,外層包一層折射率較低的材料。光纜的傳輸形式分爲單模傳輸和多模傳輸,單模傳輸性能優於多模傳輸。所以,光纜分爲單模光纜和多模光纜,單模光纜傳送距離爲幾十公里,多模光纜爲幾公里。光纜的傳輸速率可達到每秒幾百兆位。光纜用ST或SC連接器。光纜的優點是不會受到電磁的干擾,傳輸的距離也比電纜遠,傳輸速率高。光纜的安裝和維護比較困難,需要專用的設備。
②無線網
採用無線介質連接的網絡稱爲無線網。目前無線網主要採用三種技術:微波通信,紅外線通信和激光通信。這三種技術都是以大氣爲介質的。其中微波通信用途最廣,目前的衛星網就是一種特殊形式的微波通信,它利用地球同步衛星作中繼站來轉發微波信號,一個同步衛星可以覆蓋地球的三分之一以上表面,三個同步衛星就可以覆蓋地球上全部通信區域。
⑷按拓撲結構分類
計算機網絡的物理連接形式叫做網絡的物理拓撲結構。連接在網絡上的計算機、大容量的外存、高速打印機等設備均可看作是網絡上的一個節點,也稱爲工作站。計算機網絡中常用的拓撲結構有總線型、星型、環型等。
①總線拓撲結構
總線拓撲結構是一種共享通路的物理結構。這種結構中總線具有信息的雙向傳輸功能,普遍用於局域網的連接,總線一般採用同軸電纜或雙絞線。
總線拓撲結構的優點是:安裝容易,擴充或刪除一個節點很容易,不需停止網絡的正常工作,節點的故障不會殃及系統。由於各個節點共用一個總線作爲數據通路,信道的利用率高。但總線結構也有其缺點:由於信道共享,連接的節點不宜過多,並且總線自身的故障可以導致系統的崩潰。
②星型拓撲結構
星型拓撲結構是一種以中央節點爲中心,把若干外圍節點連接起來的輻射式互聯結構。這種結構適用於局域網,特別是近年來連接的局域網大都採用這種連接方式。這種連接方式以雙絞線或同軸電纜作連接線路。
星型拓撲結構的特點是:安裝容易,結構簡單,費用低,通常以集線器(Hub)作爲中央節點,便於維護和管理。中央節點的正常運行對網絡系統來說是至關重要的。
③環型拓撲結構
環型拓撲結構是將網絡節點連接成閉合結構。信號順着一個方向從一臺設備傳到另一臺設備,每一臺設備都配有一個收發器,信息在每臺設備上的延時時間是固定的。
這種結構特別適用於實時控制的局域網系統。
環型拓撲結構的特點是:安裝容易,費用較低,電纜故障容易查找和排除。有些網絡系統爲了提高通信效率和可靠性,採用了雙環結構,即在原有的單環上再套一個環,使每個節點都具有兩個接收通道。環型網絡的弱點是,當節點發生故障時,整個網絡就不能正常工作。
④樹型拓撲結構
樹型拓撲結構就像一棵“根”朝上的樹,與總線拓撲結構相比,主要區別在於總線拓撲結構中沒有“根”。這種拓撲結構的網絡一般採用同軸電纜,用於軍事單位、政府部門等上、下界限相當嚴格和層次分明的部門。
樹型拓撲結構的特點:優點是容易擴展、故障也容易分離處理,缺點是整個網絡對根的依賴性很大,一旦網絡的根發生故障,整個系統就不能正常工作。

(2)網絡系統的開發過程是什麼?

需求規範、通信規範、邏輯網絡設計、物理網絡設計、實施階段

(3)簡要說明ITU-T、IEEE、IETF三大國際系列標準的特點

ITU-T標準接近於城域網物理層的定義;
IEEE標準關注局域網物理層和數據鏈路層;
IETF標準注重數據鏈路層以上的規範。

(4)網絡標準應當基於現有技術,還是應當超越現有技術?

不可一概而論
基於現有技術的優勢:(1)技術風險小;(2)系統兼容性較好;(3) 近期投資較小 。
基於新技術的優勢:(1)系統性能較高;(2)滿足某些特殊要求;(3)長期 投資較小 。
因此,採用什麼技術實際上取決於用戶需求。

(5)網絡工程驗收時合格,使用一段時間後網絡性能下降很快,原因何在?

幾個比較重要的原因:
1. 網絡設備的問題,剛開始在搭建網絡的時候用的路由器和交換機一般都是 新的,但是當使用到一定年限的時候,就會出現不少的設備老化問題,比如信息 插座、水晶頭、網線、接口等出現老化,導致到網絡性能的下降。
2. 大流量應用突然增大,我們都知道一個網絡都是有它的負載的,如果說突 然一條鏈路的流量突然劇增,會給整個網絡帶來較大的流量壓力,也有導致網絡 性能下降的情況出現
3. 病毒攻擊,網絡上存在着各種各樣的攻擊,如果你的網絡沒有設置好應該 有的防護措施,比如防火牆,那麼網絡很有可能在未來的一段時間內遭受到各種 攻擊,比如局域網的 arp 攻擊,還有分佈式拒絕服務 DDOS,利用 TCP 協議缺陷, 通過發送大量的半連接請求,耗費 CPU 和內存資源的 SYN 攻擊等等,這些攻擊都 無時無刻地在威脅整個網絡的安全和性能
4. 隨着網絡的不斷應用,網絡的用戶也就越來越多,帶寬會出現負載問題, 所以網絡的性能也會出現下降

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