第2章 中小型网络系统总体规划设计
选择题 5~7 约占3分
2.1 网络总体设计基本方法
核心层网络结构设计
直接接入核心路由器
特点：直接利用了核心路由器的带宽，但是占用的核心路由器端口较多，成本较高
通过专用交换机接入核心路由器
特点：分担核心路由器的带宽，缺点会形成带宽瓶颈，存在单点故障的潜在危险
汇聚层网络与接入层网络结构设计
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 路由器关键设备选型
2.2.1 路由器
路由器的分类
按路由器的性能分类，可分为高端路由器（高端核心路由器）、终端路由器（或企业级路由器）与低端路由器。路由器性能主要指路由器背板交换能力，背板交换能力大于40Gbit/s的称作高端路由器；背板交换能力低于40Gbit/s的称为中低端路由器。
关键技术指标
吞吐量：包转发能力
路由器的吞吐量与路由器的端口数量和速率、包类型、包长度关系密切。
背板能力：决定路由器的吞吐量
高性能路由器采用交换式结构，传统路由器采用共享背板结构
延时与延时抖动
由于数据包对延时抖动要求不高，所以一般不把延时抖动作为衡量高速路由器的主要指标，但是语音、视频业务对延时抖动要求却较高。
丢包率：常被用作路由器超负荷工作时的性能衡量指标
突发处理能力：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突发处理能力
服务质量：队列管理机制是指路由器的队列调度算法与拥塞管理机制
路由表容量：路由表是路由器用来决定包转发路径的主要依据
可靠性和可用性
- 无故障连续工作时间（MTBF）大于10万小时，且系统故障回复时间小于30min
- 系统具有自动保护切换功能，主备用切换时间小于50ms
- SDH与ATM接口自动保护切换功能，切换时间小于50ms
- 路由器系统内部不存在单故障点
网管能力：网络管理能力表现在网络管理员可以通过网络管理程序和通用的网络管理协议SNMPv2等，对网络资源进行集中管理与操作
2.2.2 交换机
交换机的分类
- 按所支持的技术类型：10Mbit/s Ethernet交换机，Fast Ethernet交换机与1Gbit/s的GE交换机
- 按内部结构：模块式交换机与固定端口交换机
- 按应用规模：企业级交换机，部门级交换机与工作组级交换机
主要技术指标：背板带宽、全双工端口总带宽、交换方式、帧转发速率、延时、模块式或固定端口配置、支持VLAN能力等
全双工端口总带宽 = 端口数 * 端口速率 * 2
2.3 网络服务器设备选型
网络服务器分类
基于精简指令集（RISC）结构处理器的服务器与相应的PC服务器相比，CPU处理能力提高了50%~75%。各种大型、中型计算机和超级计算器都采用RISC结构服务器，操作系统采用UNIX，所以通常将此类服务器称作UNIX服务器。
相关技术
- 热插拔技术：在实现不断电的情况下进行更换故障硬盘、板卡等部件的更换
- 集群技术：大大提高了系统的数据处理能力。如果某台主机出现故障，该主机所运行的程序将立即转移到其他主机运行，可用性、可靠性与容灾能力大大提高。
- 存储能力是衡量服务器性能与选型的重要指标之一。评价高性能存储技术的主要指标是磁盘容量和存取I/O速度。
- 对称多处理（SMP）：实现多CPU结构的服务器中的均衡负荷。
服务器性能：磁盘存储能力、运算处理能力、高可用性、可扩展性与可管理型。
系统高可用性 = MTBF / (MTBF+MTBR)
其中MTBF为平均无故障时间；MTBR为平均修复时间
如果系统高可用性达到99.9%，那么每年的停机时间<8.8小时；
如果系统高可用性达到99.99%，那么每年的停机时间<53分钟；
如果系统高可用性达到99.999%，那么每年的停机时间<5分钟；
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