阅读以下说明,根据要求回答问题1~问题4。(15分)【说明】某政府机构欲组建一个计算机网络,要求网络覆

Question

阅读以下说明，根据要求回答问题1～问题4。(15分) 【说明】 某政府机构欲组建一个计算机网络，要求网络覆盖如图7．15所示长方形区域内的新办公楼(共16层)、旧办公楼(共7层)、礼堂(含文体中心，共3层)、培训楼(共5层)、食堂(共3层)等建筑物，并实现与Internet互连。根据需求分析结果，该计算机网络规划要求如下： 1．信息网络中心位于新办公楼的第5层。 2．网络信息点需求情况：新办公楼平均每层需部署50个点，旧办公楼平均每层需部署30个点，培训楼平均每层需部署80个点，礼堂(含文体中心)约需部署35个点，食堂约需部署20个点。 3．为满足今后业务应用的需求，要求核心交换机至汇聚交换机以千兆链路聚合，同时千兆到 桌面，食堂的一卡通刷卡机信息点允许提供百兆链路。 4．通过部署上网行为管理设备，对用户的上网行为进行安全分析、网页访问过滤、网络应用 控制、带宽流量管理、信息收发审计等，以保证正常上网需求。 5．信息网络中心的计算机机房中部署Web服务器、DNS服务器、E—mail服务器、FTP服务 器等。根据业务需求，一方面要对这些服务器有较好的保护措施，另一方面要能为内网、外网用户 分别提供相应的业务服务。 根据网络需求 设计师老郭设计的网络设备连接情况如图7-16所示【问题1】(4分)根据题目说明和网络设备连接图，图7．16中设备①应为 (1) ，设备②应为 (2) ，设备③应为 (3) ，设备④应为 (4) 。 (1)～(4)备选答案：(每种设备限选l次)A．上网行为管理设备 B．防火墙 C．核心交换机 D．路由器 【问题2】(6分)根据题目说明和网络设备连接图，综合考虑经济、实用等因素，在图7．16中介质1应选用(5) ，介质2应选用 (6) ，介质3应选用 (7) ，介质4应选用 (8) ，介质5应选用 (9) ，介质6应选用 (10) 。 (5)～(10)备选答案：(注：所给介质可重复选择)A．宽带同轴电缆 B．5类双绞线 C．单模光纤 D．基带同轴电缆 E．6类双绞线 F．多模光纤 【问题3】(2分)根据网络需求分析和网络设备连接图，所有接入交换机都直接连接至相应的汇聚交换机(食堂与礼堂的两台接入交换机之间呈级连关系)，每台汇聚交换机最多向下连接l2台接入交换机，则该政府机构网络中至少需要 (11) 台24口的接入交换机；至少需要 (12) 台汇聚交换机(暂不考虑包括服务器使用的交换机)。 【问题4】(3分)为了提高图7—16所示网络中核心层与汇聚层之问的可用性，该网络需要新增哪种冗余网络设备?并在图7．16中画出该新增的冗余设备与其他网络设备之间的链路连接关系。

Answer 1

正确答案：
【问题1】(4分)
由图7—16所给出的设备连接信息可知，该学校网络拓扑按层次化结构进行计，分为核心层、汇聚层、接入层3个主要层次。依题意，结合题干关键信息“3．为满足今后业务应用的需求，要求核心交换机至汇聚交换机以千兆链路聚合’’可得，与各幢建筑物中汇聚交换机相连接的设备④应为核心交换机。
由图7—16可知，该校园网要接入Intemet，因此需要在校园网的边界(即设备①处)部署一台路由器，用于实现边界路由计算。
防火墙是一种用来加强网络之间访问控制、防止外部网络用户以非法手段通过外部网络进入内部网络、访问内部网络资源，保护内部网络操作环境的网络安全设备。通常，防火墙有3个接口，即外网口、内网口和DMZ口。结合题干给出的“5．……根据业务需求，一方面要对这些服务器有较好的保护措施，另一方面要能为内网、外网用户分别提供相应的业务服务”等关键信息，设备②应为防火墙，用于实现服务器区域与校园网络之间的逻辑隔离，提高服务器区域的网络安全性能。题干给出了“4．通过部署上网行为管理设备，对用户的上网行为进行安全分析、网页访问过滤、网络应用控制、带宽流量管理、信息收发审计等，以保证正常上网需求”等关键信息，串接在防火墙(设备②)和核心交换机(设备④)之间的设备③应为上网行为管理设备。
【问题2】(6分)
基于IEEE802．32标准的千兆以太网共有4种物理层标准，即l000Base—Sx、1000Base-LX、1000Base-CX、1000Base-T。其中，1000Base．Sx采用62．5um模光纤时，工作波长为850nm，半双工和全双工工作模式的光纤最大长度均为275m；采用509m多模光纤时，半双工和全双工工作模式的光纤最大长度均为550m。1000Base—Lx采用62．59m或50pm多模光纤时，工作波长为1300nm，半双工工作模式的光纤最大长度为316m，全双工工作模式的光纤最大长度为550m；采用62．59m或50rtm单模光纤时，工作波长为1300nm，半双工工作模式的光纤最大长度为316m，全双工工作模式的光纤最大长度为5km。1000Base—Cx采用STP(屏蔽双绞线)，半双工模式下STF最大长度为25m，全双工模式下STP最大长度为50m。1000Base-T采用4对超5类(或6类)UTF(非屏蔽双绞线)，最大段长为l00m。
在图7．16所示的网络设备连接图中，传输介质l主要用于新办公楼内部汇聚交换机与接入交换机之间的连接。由于该新办公楼共l6层，通常每层楼层高约为3～5m，5X16=80m<100m；_并且信息网络中心位于新办公楼的第5层，只要合理设置综合布线系统中管理问所在楼层的位置，汇聚交换机与接入交换机之间的连接距离一般不会超过l00m；结合题干给出的“3．为满足今后业
务应用的需求，要求……千兆到桌面”等关键信息，因此综合经济、实用等因素，图7-16中传输介质l宜选用6类双绞线。
传输介质2主要用于连接位于新办公楼中设备④(即核心交换机)与IF：I办公楼汇聚交换机。结合题干给出的“3．为满足今后业务应用的需求，要求核心交换机至汇聚交换机以千兆链路聚合”等关键信息，以及图7．15中所标识的新办公楼与旧办公楼的距离为650m。由于100m<550m<650m<5km，因此图7．16中传输介质2应选用单模光纤。
同理，传输介质3用于连接位于新办公楼中设备④(即核心交换机)与培训楼汇聚交换机。图7．15中已标识出新办公楼与IH办公楼之问的直线物理距离约为95m，综合考虑信息网络中心机房到新办公楼地下管道之间的物理距离(至少3×5=15m)等因素，传输介质3的长度将超过l00m。由于100m<95+15m<550m，综合考虑防雷等因素的影响，图7．16中传输介质3宜选用多模光纤。
传输介质4主要用于培训楼内部汇聚交换机与接入交换机之间的连接。由于该培训楼共5层，通常每层楼层高约为3～5m(若考虑阶梯教室，则层高约为8～10m)，10X5=50m由于礼堂(含文体中心)约需部署35个信息点，信息点数量较少。传输介质5用于连接培训楼中汇聚交换机与礼堂接入交换机。图7．15中已标识出培训楼与礼堂的距离为320m。由于100m<320m<550m，综合考虑‘‘核心交换机至汇聚交换机以千兆链路聚合”等因素，图7-16中传输介质5宜选用多模光纤。
同理，食堂约需部署20个信息点，信息点数量也很少。传输介质6用于礼堂和食堂两台接入交换机之间的级连。而礼堂到食堂之间的物理距离约为3301T1，即650—320=330m。由于100m<330m<550m，综合考虑防雷等因素的影响，图7．16中传输介质6宜选用多模光纤。
【问题3】(2分)
由于“所有接入交换机都直接连接至相应的汇聚交换机”，这就意味着对于一台24口的接入交换机而言，需要使用一个电端l5：1作为上连端口，可以用于连接终端信息点的端口数为23个。共16层的新办公楼，平均每层需部署50个信息点，则新办公楼至少需要部署50X16=800个信息点，至少需要使用35台24口的接入交换机，即800／23234．78，并将计算结果向上取整数。由于“每台汇聚交换机最多向下连接l2台接入交换机”，因此新办公楼至少需要部署3台汇聚交换机。同理，共7层的旧办公楼，平均每层需部署30个信息点，则旧办公楼至少需要部署30×7=210
个信息点，至少需要使用10台24口的接入交换机，即210／23≈9．13，并将计算结果向上取整数。同时，可以在旧办公楼中部署1台汇聚交换机。
共5层的培训楼，平均每层需部署80个信息点，则培训楼至少需要使用18台24口的接入交换机，即(80X5)／23=17．39，并将计算结果向上取整数。培训楼至少需要部署两台汇聚交换机。由于礼堂(含文体中心)约需部署35个信息点，因此礼堂至少需要使用两台24口的接入交换机，即35<23×2=46。食堂约需部署20个信息点，至少需要使用1台2415：1的接入交换机，即20<23。结合图7-16所示的网络设备连接信息，综合考虑经济、实用等因素，礼堂和食堂两幢建筑物内暂时不部署汇聚交换机。
综上所述，在不考虑服务器区域所使用的交换机等因素时，该政府机构网络中至少需要35+10+18+2+1=66台24口接入交换机；至少需要3+1+2=6台汇聚交换机。
【问题4】(3分)
网络冗余设计允许通过设置双重网络元素来满足网络的高可用性需求，冗余避免了网络由于单点故障而引起部分或全部网络业务服务的瘫痪，其目标是重复设置网络组件，以避免单个组件的失效而导致应用失效。为了提高图7．16所示网络中核心层与汇聚层之间的可用性，该网络首先需要新增一台核心交换机作为核心层的冗余设备。
新增的核心交换机与原核心交换机(即设备④)之间进行双链路连接，并通过应用链路聚合技术，提高主干道的吞吐量，并实现负载分担，以提高核心层的高速数据转发。在新增的核心交换机与各台汇聚层交换机之问分别新增一条千兆光纤链路，实现核心节点与汇聚节点之间的双链路冗余连接。在新增的核心交换机与上网行为管理设备(即设备③)或防火墙(即设备②)之间新增一条链路，实现核心节点与网络出l51区域之间的双链路冗余连接。该新增的核心交换机与其他网络设各之间的链路连接关系如图7．28或图7．29所示(虚线部分)。