全国计算机等级考试四级网络工程师复习提纲15章.docx
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全国计算机等级考试四级网络工程师复习提纲15章
第一章网络体系结构与设计的基本原则
宽带城域网的泛指:
网络运营商在城市范围内提供各种信息服务业务的所有网络,它是以宽带光传输为开放平台,以TCP/IP协议为基础的,通过各种网络互连设备,实现语音、数据、图像宽带城域网的逻辑结构多媒体视频、IP电话、IP接入和各种增值业务和智能业务。
1.1宽带城域网的结构
宽带城域网的逻辑结构：
三个平台与一个出口，即网络平台、业务平台、管理平台和城市宽带出口。
网络平台的层次结构核心层、汇聚层、接入层。
核心层主要承担高速数据交换功能；汇聚层主要承担路由与流量汇聚的功能；接入层主要承担用户接入与本地流量控制的功能。
核心交换层的主要功能：
将多个汇聚层连接起来，为汇聚层的网络提供高速分组转发，为整个城域网提供一个高速、安全与具有QoS保障能力的数据传输环境；实现与主干网络的互联、提供城市的宽带IP数据出口；提供宽带城域网的用户访问Internet所需的路由服务。
汇聚层的主要功能：
汇聚接入层的用户流量，进行数据分组传输的汇聚、转发和交换；根据接入层的用户流量，进行本地路由、过滤、流量均衡、QoS优先级管理，以及安全控制、IP地址转换、流量整形等处理；根据处理结果把用户流量转发到核心交换层或在本地进行路由处理。
接入层的基本功能：
解决的是“最后一公里”问题，它是通过各种接入技术、连接最终用户，为他所覆盖范围内的用户提供访问Internet以及其它信息服务。
1.2宽带城域网组建的基本原则
要组建与成功运营一个宽带城域网需要遵循的基本原则是：
必须能够保证网络的可运营性、可管理性、可盈利性与可扩展性。
宽带城域网的核心是与关键设备一定是电信级的。
可管理性：
接入管理、业务管理、网络安全、计费能力、IP地址分配、QoS保证等。
1.3管理和运营宽带城域网的关键技术
宽带城域网位于广域网与接入网的交汇处，各种业务和协议都在此汇聚分流和进出核心网，直接面对终端用户，应用环境复杂。
所以其内部是多种交换技术和业务网络并存，因此我们在设计与组建宽带城域网的同时要注意网络成功组建和运营的关键技术。
宽带城域网管理与运营的关键技术包括：
带宽管理、服务质量QoS、网络管理、用户管理、多业务接入、统计与计费、IP地址的分配与地址转换以及网络安全等。
QoS要求的技术主要有：
资源预留（RSVP）、区分服务（DiffServe）与多协议标记交换（MPLS）
1.4构建宽带城域网的基本技术和方案
1．基于SDH的城域网
SDH（SynchronousDigitalHierarchy，同步数字体系）是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络。
SDH的核心就是应用了波分多路复用技术,就是一条光纤信道上传输多条信号，SDH网络是ATM，DDN等中继网络服务的承载网。
2．基于10GE的城域网
1999底成立了IEE802.3ae工作组进行万兆以太网技术（10Gb/s）的研究，2002年正式发布802.3ae10GE标准。
21世纪初，提出了光以太网的概念，它的技术核心是：
利用光纤的巨大带宽资源和以太网的成熟与易用为运营商建造新一代的宽带城域接入网。
光以太网技术用于建设宽带城域网，必须满足对城域网的几个基本要求：
（1）高可靠性
（2）可提供服务等级协议（SLA）
（3）高可扩展性
（4）用户管理
可运营的光以太网的设备和线路必须符合电信网络99.999%的高运营的可靠性。
3．基于RPR的城域网
弹性分组环技术是一种在环形结构上优化数据业务传送的新型MAC层协议，能够适应多种物理层（如SDH、以太网、DWDM等），可有效地传送数据、话音、图像等多种业务类型。
RPR技术的主要特点可归纳如下：
（1）支持50ms的快速保护
（2）实现灵活的环路带宽管理
（3）支持环路带宽的公平分配
弹性分组环RPR采用双环结构，这一点与FDDI相同，在RPR环中，两个RPR结点之间的裸光纤的最大长度可以达到100KM，RPR沿顺时钟传输的光纤环交外环，沿逆时钟传输的叫内环，都可以用统计复用的方法传输IP分组，同时可以实现自愈环的功能，RPR的内环和外环都可以传输数据分组和控制分组。
每个结点都执行SRP公平算法。
1.5接入网技术与方法
1、数字用户线xDSL接入技术
ADSL技术提供的非对称宽带特性，上行速率64kbps~640kbps，下行速率在500kbps~7Mbps
2、光纤同轴电缆混合网HFC的基本概念
电话拨号上网速率一般是33.6kpbs~56.6kpbs，使用ADSL数据专线上网的传输速率是1.8Mbps，传输距离不超过5KM，使用CableModem,通过有线电视宽带接入Internet的，数据传输速率可达10Mbps~36Mbps。
CableModem利用频分复用的方式，分为双向信道，上行信道采用载波频率范围在5Mhz~42MHZ，上行信道带宽一般在200kbps~10Mbps。
下行信道载波范围450MHZ~750MHZ，信道带宽最高可达36Mbps.
3、光纤接入技术
OC-3,155.520Mbps的对称业务；
上行OC-3，155.520Mbps，下行OC-12，622.080Mbps
4、无线网络接入技术
802.16d主要针对固定的无线网络部署，802.16e主要针对火车、汽车等移动物体的无线通信标准问题。
802.11定义了使用红外、跳频扩频与直接序列扩频技术。
802.11b定义了使用直序扩频技术，传输速率为1Mbps、2Mbps、5.5Mbps与11Mbps无线局域网标准。
802.11a的传输速率提高到54Mbps。
历年考题
2011年3月
（1）按照ITU标准，传输速率为155.520Mbps的标准是
A）OC-3B）OC-12C）OC-48D）OC-192
（2）下列关于RPR技术的描述中，错误的是
A）RPR能够在50ms内隔离出现故障的节点和光纤段
B）RPR环中每一个节点都执行SRP公平算法
C）两个RPR节点之间的裸光纤最大长度为100公里
D）RPR用频分复用的方法传输IP分组
（3）以下关于IEEE802.16协议的描述中，错误的是
A）802.16主要用于解决城市地区范围内的宽带无线接入问题
B）802.16a用于移动结点接入
C）802.16d用于固定结点接入
D）802.16e用于固定或移动结点接入
（4）下列关于xDSL技术的描述中，错误的是
A）xDSL技术按上行与下行速率分为速率对称与非对称两类
B）ADSL技术在现有用户电话线上同时支持电话业务和数字业务
C）ADSL上行传输速率最大可以达到8Mbps
D）HDSL上行传输速率为1.544Mbps
2010年9月
（1）下列关于RPR技术的描述中，错误的是
A）RPR与FDDI一样使用双环结构
B）在RPR环中，源节点向目的节点成功发出的数据帧要由源节点从环中收回
C）RPR环中每一个节点都执行SRP公平算法
D）RPR能够在50ms内隔离出现故障的节点和光纤段
（2）下列不属于无线接入技术的是
A）APON
B）Adhoc
C）WiMAX
D）WiFi
（3）按照ITU标准，传输速率为622.080Mbps的标准是
A）OC-3
B）OC-12
C）OC-48
D）OC-192
（4）下列关于光纤同轴电缆混合网HFC的描述中，错误的是
A）HFC是一个双向传输系统
B）CableModem利用频分多路复用方法将信道分为上行信道与下行信道
C）CableModem传输方式分为对称式和非对称式两类
D）HFC通过CableModem将光缆与同轴电缆连接起来
2010年3月
（1）TTC标准OC-3的传输速率为
A）512.4MbpsB）155.52Mbps C）622.08Mbps D）….Mbps
（2）802.11a将传输速率提高到
A）11Mbps B）22Mbps C）54Mbps D）100Mbps
（3）下列不属于宽带城域网QaS保证技术的是
A）RSVP B）DoffServ C）MPLS D）WIMAY
（4）下列关于城域网技术的描述错误的是
A）建设同样规模的宽带城域网，采用10G光以太网的造价高于SONET
B）RPR是一种用于直接在光纤上高效传输IP分组的传输技术
C）早期的SONETSDH/SDH不适合于传输IP分组
D）DPT由Cisco公司提出
第二章中小型网络系统总体规划和设计方法
2.1基础知识
基于网络信息系统的基本结构
网络运行环境是指保障网络系统安全、可靠与正常运行所必需的基本设施与设备条件。
它主要包括机房和电源两个部分。
网络应用软件的开发和运行环境包括：
网络数据库管理系统与网络软件开发工具。
网络需求详细分析包括：
网络总体需求分析、综合布线需求分析、网络可用性与可靠性需求分析、网络安全型需求，以及网络工程造价计算
网络设计的基本方法:
如果结点为250~5000个，一般需要按三层结构来设计。
核心层网络一般承担整个网络流量的40%~60%，目前应用与核心层的网络技术标准主要是GE/10GE，核心设备是高性能交换路由器，连接核心路由器的是具有冗余链路的光纤。
层次之间的上联带宽与下一级带宽之比一般控制在1:
20
2.2网络关键设备的选型
路由器的关键技术指标
吞吐量：
是指路由器的包转发能力，端口吞吐量和整机吞吐量，路由器的包转发能力与路由器的端口数量、端口速率、包长度、包类型有关。
背板能力：
背板是路由器输入端与输出端之间的物理通道，传统路由器采用的是共享背板结构，高性能路由器采用交换式结构。
背板能力决定路由器的吞吐量。
丢包率：
通常是指路由器超负荷工作的性能指标之一。
延时和延时抖动：
延时与包长度、链路传输速率有关。
突发处理能力：
是以最小帧间隔发送数据包而不引起丢失的最大发送速率来衡量。
路由表容量
服务质量
网管能力
可靠性与可用性
高端路由器的可靠性与可用性指标可以达到：
1.无故障连续工作时间大于10万个小时
2.系统故障恢复时间小于30分钟
3.系统具有自动保护切换功能，主备用切换时间小于50毫秒
4.SDH与ATM接口自动保护切换功能，切换时间小于50毫秒
5.路由器系统内部不存在单故障点
6.主处理器、主存储器、交换矩阵、电源、总线管理器与网络管理接口等主要部件需要有热拔插冗余备份、线卡要求有备份、并提供远程测试诊断能力
交换机的分类和主要技术指标
固定端口交换机和模块是端口交换机
主要指标：
背板带宽、全双工端口总带宽、帧转发速率、延时、交换方式、模块式和固定端口配置、支持VLAN能力
VLAN的划分可以是基于端口的，也可以是基于MAC地址或IP地址的。
网络服务器的性能：
运算处理能力、磁盘存储能力、高可用性、书记吞吐能力、与可扩展性。
如果系统的高可用性达到99.9%，那么每年停机时间≦8.8小时；系统高可用性达到99.99%，那么每年的停机时间≦53分钟，系统高可用性达到99.999%，那么每年停机时间≦5分钟。
历年例题
2011年3月
（5）下列关于服务器技术的描述中，错误的是
A）对称多处理技术可以在多CPU结构的服务器中均衡负载
B）集群系统中一台主机出现故障时不会影响系统的整体性能
C）采用RISC结构处理器的服务器通常不采用Windows操作系统
D）采用RAID技术可提高磁盘容错能力
（6）一台交换机具有48个10/100Mbps端口和2个1000Mbps端口，如果所有端口都工作在全双工状态，那么交换机总带宽应为
A）8.8GbpsB）12.8GbpsC）13.6GbpsD）24.8Gbps
（7）服务器系统年停机时间为8.5小时，系统可用性可以达到
A）99%B）99.9%C）99.99%D）99.999%
2010年9月
（5）下列关于服务器技术的描述中，错误的是
A）热插拔功能允许用户在不切断电源的情况下更换硬盘、板卡等
B）集群系统中一台主机出现故障时不会影响系统的正常服务
C）服务器的可用性用MTBF描述
D）服务器磁盘性能表现在磁盘存储容量与速度
（6）一台交换机的总带宽为8.8Gbps,如果该交换机拥有两个全双工1000Mbps光端口，那么最多还可以提供的全双工10/100Mbps电端口的数量是
A）12
B）16
C）24
D）48
（7）下列关于典型的高端路由器可靠性与可用性指标的描述中，错误的是
A）无故障连续工作时间大于1万小时
B）系统故障恢复时间小于30分钟
C）主备用系统切换时间小于50毫秒
D）SDH接口自动保护切换时间小于50毫秒
2010年3月
（5）下列关于路由器技术的描述中，错误的是
A）路由器的包转发能力与路由器的…端口速率、包长度、..
B）转化率通常是衡量路由器中传输效率的性能
C）突发处理能力是以最大的速率传送数据包而不引起丢失的最大传输速率来衡量
D）路由器的冗余是为了保证设备的可靠性与可用性
（6）一台交换机具有24个10/100Mbps端口和2个1000Mbps端口，如果所有端口都工作在全双工方式，那么交换机总带宽应为
A）6.0Gbps B）6.4Gbps C）6.8Gbps D）8.8Gbps
（7）若系统服务器的年停机时间为50分钟,那么系统的可用性达到
A）99%B）99.9%C）99.99%D）99.999%
第三章IP地址的规划设计技术
3.1基础知识
1、标准分配IP地址：
常用的A、B、C类IP地址采用包括“网络号——主机号”的两级层次结构（RFC1812）。
2、划分子网的三基地址结构：
3、构成超网的无类域间路由技术：
无类域间路由技术（RFC1519）
4、网络地址转换NAT技术：
网络地址转换（NAT）技术（RFC2993、RFC3022）
3.2标准分配的IP地址
特殊地址形式：
直接广播地址
直接广播地址与广播地址相同，是一个Internet协议地址，指定了在某特定网络中的“所有主机”
受限广播地址
受限的广播地址是255.255.255.255。
在任何情况下，路由器都不转发目的地址为受限的广播地址的数据报，这样的数据报仅出现在本地网络中。
“这个网络上的特定主机”地址
具有全0网络号的IP地址代表了这个网络上的特定主机当某个主机想同一网络上的其他主机发送报文的时候就会用到它。
它的格式为：
网络号为0，主号为确定的数值。
回送地址
127.x.x.x是本机回送地址，即主机IP堆栈内部的IP地址，用于网络软件测试以及本地机进程间通信，无论什么程序使用回送地址发送数据，协议软件立即返回之，从进行任何网络传输
3.3划分子网的三级地址结构
3.4无类域间路由（CIDR）
无类域间路由及对应的掩码如下表
CIDR
掩码
CIDR
掩码
/8
255.0.0.0
/20
255.255.240.0
/9
255.128.0.0
/21
255.255.248.0
/10
255.192.0.0
/22
255.255.252.0
/11
255.224.0.0
/23
255.255.254.0
/12
255.240.0.0
/24
255.255.255.0
/13
255.248.0.0
/25
255.255.255.128
/14
255.252.0.0
/26
255.255.255.192
/15
255.254.0.0
/27
255.255.255.224
/16
255.255.0.0
/28
255.255.255.240
/17
255.255.128.0
/29
255.255.255.248
/18
255.255.192.0
/30
255.255.255.252
/19
255.255.224.0
3.5专用IP地址与内部网络地址的规划方法
类
网络号
总数
A
10
1
B
172.16~172.31
16
C
192.168.0~192.168.255
256
3.6NAT技术
NAT即网络地址转换，它的基本思路是为每个公司分配少量的IP地址用于传输Internet的流量，而在公司内部的每一台主机分配一个不能够在Internet上使用的保留的专用IP地址。
这些专用的地址都是管理机构预留的，它们不需要向Internet管理机构申请，但是在Internet中并不唯一。
它们就用于公司的内部网络通信，如果要访问外部的Internet主机，要运行NAT的主机或路由器将内部的专用IP地址转换为全局的IP地址
3．NAT的技术类型
（1）静态NAT
（2）动态地址NAT
（3）网络地址端口转换NAPT
4．NAT技术的局限性
（1）违反了IP地址的设计原则
（2）使IP协议从面向无连接变成面向连接
（3）与其他协议工作时经常需要修改
（4）破坏了各层独立的原则
※重点提示：
NAT的主要思路即为每一个网络系统分配一个或少量的IP地址用于传输流量到Internet，在这个网络系统内部的每一台主机分配一个能够在Internet上使用的保留的专用IP地址。
3.7IPV6地址规划的基本方法
IPV6的地址长度规定为128位，因此它可以超过
个IP地址，IPV6地址空间是IPV4的
倍。
历年真题
2011年3月
（8）IP地址块211.64.0.0/11的子网掩码可写为
A）255.192.0.0B）255.224.0.0C）255.240.0.0D）255.248.0.0
（9）某企业产品部的IP地址块为211.168.15.192/26，市场部的为211.168.15.160/27，财务部的为211.168.15.128/27，这三个地址块经聚合后的地址为
A）211.168.15.0/25B）211.168.15.0/26C）211.168.15.128/25D）211.168.15.128/26
（10）IP地址块59.67.79.128/28、59.67.79.144/28和59.67.79.160/27经聚合后可用地址数为
A）62B）64C）126D）128
（11）下列对IPv6地址FF23:
0:
0:
0:
0510:
0:
0:
9C5B的简化表示中，错误的是
A）FF23:
:
0510:
0:
0:
9C5BB）FF23:
0:
0:
0:
0510:
:
9C5B
C）FF23:
0:
0:
0:
051:
:
9C5BD）FF23:
:
510:
0:
0:
9C5B
（12）将专用IP地址转换为公用IP地址的技术是
A）ARPB）DHCPC）UTMD）NAT
2010年9月
（8）EP地址块202.192.33:
160/28的子网掩码可写为
A）255.255.255.192
B）255.255.255.224
C）255.255.255.240
D）255.255.255.248
（9）下图是网络地址转换NAT的一个示例。
图中①和②是转换前后的地址，它们依次应为
A）10.0.0.1,3342和202.0.1.1,5001
B）202.0.1.1,5001和10.0.0.1,3342
C）135.2.1.1,80和10.0.0.1,3342
D）10.0.0.1,3342和135.2.1.1,80
（10）IP地址块202.113.79.0/27,202.113.79.32/27和202.113.79.64/26经过聚合后可分配的IP地址数为
A）62
B）64
C）126
D）128
（11）下列对EM地址FE23:
0:
0:
050D:
BC:
0:
0:
03DA的简化表示中，错误的是
A）FE23:
:
50D:
BC:
0:
0:
03DA
B）FE23:
0:
0:
050D:
BC:
:
03DA
C）FE23:
0:
O:
SOD:
BC:
:
03DA
D）FE23:
:
50D:
BC:
:
03DA
2010年3月
8）一下IP地址中，不属于专用IP地址的是
A）10.1.8.1 B）172.12.8.1 C）172.30.8.1 D）192.168.8.1
9）（9）下图是网络地址转换NAT的一个示例
根据图中信息。
标号为②的方格中的内容为
A）S=59.171.1,1234 D=133.2.1.1,80
B）S=59.67.1.1,1234 D=10.0.1.1,80
C）S=135.2.1.1,80 D=10.0.1.1,1435
D）S=10.0.1.1,1406 D=59.67.1.1,1234
（10）某公司拥有IP地址块202.113.77.0/24。
其中202.111.77.16/28和202.113.77.32/28已经分配给人事部和财务部，现在技术部需要100个IP地址，可分配的IP地址块是：
A）202.113.77.0/25
B）202.113.77.48/25
C）202.113.77.64/25
D）202.113.77.128/25
（11）IPV6地址FE:
:
45:
A2的:
:
之间被压缩的二进制数字0的位置为：
A）16 B）32 C）64 D）96
第四章路由设计基础
4.1基础知识
分组转发是指在互联网络中路由器转发IP分组的物理传输过程与数据包转发机制。
路由选择的基本概念
1、跳数
2、带宽
3、延时
4、负载
5、可靠性
6、开销
路由选择的核心是路由选择算法
路由选择算法的分类：
静态路由算法和动态路由算法
由管理员事设置好固定的路由表称之为静态路由表，管理员将每一个目的地址的路径都输入到这个路由表中，因此，它一般是在系统安装时就根据网络的配置情况预先设定的，它不会随着网络结构的改变而改变，其更新工作必须由管理员手工完成。
动态路由表是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路由表。
路由器根据路由选择协议提供的功能，自动学习和记忆网络运行情况，在需要时自动计算数据传输的最佳路径。
4.2IP路由选择与路由汇聚的基本概念
IP分组的路由在使用CIDR协议后，就通过子网的划分的相反过程来汇聚。
路由表的项目由“网络前缀”和“下一跳地址”两项内容组成，因此，选择路由应当从匹配结果中选择具有最长网络前缀的路由。
即为CIDR的路由汇聚图。
图中，核心路由器通过两条专线S1与S2与两台汇聚路由器连接。
两台汇聚路由器又分别通过Ethernet各连接了4台接入路由器，得到了8个子网
4.3自治系统与Internet的路由选择协议
1．自治系统
Internet采用分层的路由选择协议，并将整个Internet划分为许多较小的自治。
自治系统就是处于一个管理机构控制之下的路由器和网络群组。
自治系统的想法是把Internet的路由分成两层。
2．路由选择协议
路由选择协议是
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