第三章-网络结构设计

第三章 网络结构设计

1.信号传输方式（有几种？用于什么网络结构中？对应的典型网络？）

信号传输方式：

点对点传输方式：链路形、环形、网状形；城域网、广域网

广播传输方式：总线形（同轴电缆）、星形（双绞线）、蜂窝形（微波）；局域网、无线局域网

广播传输为什么没有应用于广域网通信？（受到经济和技术的限制。一，广播传输中的主机必须协调使用网络，而这种协调需要大量的通信资源；二，长距离通信会带来较大的信号延迟；三，长距离高带宽的信道比较昂贵）

2.网络结构

1)        链路网络结构：

优点：设备无关性、独立性、安全性、非中心化

缺点：连接较多、时延较大

2)        环形网络结构：

优点：

a)        不需要集中设备，消除了端用户通信时对中心系统的依赖性；

b)        单向传输，传输时延固定；

c)        相对于星形结构，所需光缆较少，适宜于主干网络的长距离传输；

d)        节点负载较均衡；

e)        双环或多环具有自愈能力；

f)         实现动态路由，增加系统的可靠性；

g)        路径选择简单，不易发生网络地址冲突等问题。

缺点：

a)        环网不适用于多用户接入，适用于城域传输网和国家骨干传输网；

b)        增加节点时，路由跳数增加，响应时间变长，加大传输时延；

c)        难以进行故障检测；

d)        结构变化时，需重新配置整个环网；

e)        投资成本较高。

3)        网状网络结构：

优点：信号传输速度快；不需要汇聚交换，改善链路流量分配，提高网络性能；网络可靠性高。

缺点：结构线路多，总长度大，基本建设和维护费用高；在通信量不大的情况下，线路利用率低。

4)        星形网络结构：

优点：

a)        网络结构简单，建设和维护成本低；

b)        集中网络流量，提高链路利用率；

c)        性能较高；

d)        扩展性好；

e)        维护容易。

缺点：

a)        可靠性低；

b)        网络负载较重时，交换机易成为网络性能瓶颈；

c)        使用线缆较多，布线成本高，管理复杂。

5)        蜂窝网络结构：

优点：用户使用方便、网络建设时间短、网络易于扩展

缺点：信号易受干扰、信号接收困难，传输速率低，投资成本高

3.冲突域与广播域

冲突域：Hub（集线器）上所有端口都在一个冲突域中，交换机的每个端口都是冲突域；

措施：采用交换机、网桥、路由器等设备隔离冲突域

广播域：

措施：路由器分割，在交换机上划分虚拟局域网

4.层次化模型的特点

引入核心层（数据高速转发）、汇聚层（数据流量聚合、路由聚合）、接入层（用户接入、访问控制）；

网络层次设计模型将一个较大模型的网络系统分为几个较小的层次，这些层次之间相对独立又相互关联。

优点：

a)        降低网络设计的复杂性；

b)        易处理广播风暴、信号循环等问题；

c)        易升级到最新技术，升级任意层次的网络不会对其他层次造成影响；

d)        降低设备配置的复杂性，容易管理。

设计策略：

a)        接入层：

网络结构：星形、不采用冗余链路、不提狗路由、扩展性好、交换机堆叠（菊花链）、循环回路

功能：交换机端口密度、交换机上行链路采用光口还是电口、交换机端口是否留有冗余端口、是否支持链路聚合

性能：VLAN划分隔离广播风暴

安全：

可靠性：

网络管理：

b)       汇聚层：

功能：链路聚合、流量聚合、路由聚合、主干带宽管理、信号中继、VLAN路由、隔离变化

链路汇聚：将大量的低速流量汇聚后，再发送至核心层，实现链路的收敛

交换机选择：一般采用三层交换机（分布式路由）

c)        核心层：

网络结构：单中心星形用于小规模局域网；双中心星形用于园区网；3个中心点为环网；4个中心点为网状（大型园区网、城域网）

性能：高带宽网络设计、高速率的帧转发、高性能的多层模块化交换机

冗余：

路由：路由聚合

5.网络扩展带宽的途径

a)        支持IEEE802.3ad标准的交换机，采用LACP技术，链路聚合；

b)        更换上连端口速率更快的交换机；

c)        增加冗余链路。

6.网络结构设计（案例）（P55-56）

1)        网络层次不清晰的设计案例分析

2)        网络核心层过于复杂的案例分析