考点图文详解 - 网络规划设计（第十二章）

一 章节分析

网络规划与设计是根据网络监视的目标进行需求分析，设计网络的逻辑结构和物理结构，为网络工程的安装和配置准备各种技术文档。

网络规划和设计是一个迭代和优化的过程。

本章节考点为 综合布线、网络设计阶段与任务、网络架构与三层功能等。

二 结构化布线系统

结构化综合布线系统是基于现代计算机技术的通信物理平台，集成了语音、数据、图像和视频的传输功能，消除了原有通信线路在传输介质上的差别。

2.1 系统分类

结构化布线系统分为 6 个子系统：工作区子系统、水平布线子系统、干线子系统、设备间子系统、管理子系统、和建筑群子系统。

1. 工作区子系统（Work Location）
   由终端设备到信息插座的整个区域。工作区应支持电话、数据终端、计算机、电视机、监视器以及传感器等多种终端设备。
2. 水平布线子系统（Horizontal）
   工作区到各个楼层接线间的配线架之间所安装的线缆。作用是将干线子系统线路延伸到用户工作区。
3. 管理子系统（Administration）
   设置于楼层的接线间内，由各种交连设备（双绞线跳线架、光纤跳线架）以及集线器和交换机等交换设备组成。
4. 干线子系统（Backbone）
   是建筑物的主干线缆，实现各楼层设备间子系统之间的互连。干线子系统通常由垂直的大对数铜缆或光缆组成，一头端接于设备间的主配线架上，另一头接在楼层接线间的管理配线架上。
5. 设备间子系统（Equipment）
   建筑物的设备间是网络管理人员值班的场所，设备间子系统由建筑物的进户线、交换设备、电话、计算机、适配器以及安保设施组成，实现中央主配线架与各种不同设备（PBX、网络设备和监控设备） 之间的连接。
6. 建筑群子系统
   也叫园区子系统，是连接各个建筑物的通信系统。

2.2 布线距离

子系统	光纤（m）	屏蔽双绞线（m）	无屏蔽双绞线（m）
建筑群子系统	2000	800	700
干线子系统（设备间到配线间）	200	800	700
水平布线子系统（配线间到工作区信息插座）		90	90
工作区子系统（信息插座到网卡）		10	10

以下三点需要记住，可能出现选择题。

1. 建筑群子系统：光纤 2000m。
2. 水平布线子系统（配线间到工作区信息插座）：屏蔽双绞线 90m。
3. 工作区子系统（信息插座到网卡）：屏蔽双绞线 10m。

2.3 历年真题

1. 2014 下半年
结构化布线系统分为六个子系统，其中水平子系统的作用是（B），园区子系统的作用是（A）。
A.连接各个建筑物中的通信系统
B.连接干线子系统和用户工作区
C.实现中央主配线架与各种不同设备之间的连接
D.实现各楼层设备间子系统之间的互联

A.连接各个建筑物中的通信系统
B.连接千线子系统和用户工作区
C.实现中央主配线架与各种不同设备之间的连接
D.实现各楼层设备间子系统之间的互联

2. 2018 上半年
以下关于网络布线子系统的说法中，错误的是（B）

A. 工作区子系统指终端到信息插座的区域
B.水平子系统实现计算机设备与各管理子系统间的连接
C.水平子系统用于连接楼层之间的设备间
D.建筑群子系统连接建筑物

三 网络分析与设计

3.1 网络系统生命周期

一个网络系统从构思开始，到最后被淘汰的过程称之为网络生命周期。一般来说整个周期至少包括网络系统的构思和计划、分析和设计、运行和维护的过程。

是一个循环迭代的过程，常见的迭代周期主要由以下三种方式。

1. 四阶段周期

分为构思与规划阶段、分析与设计阶段、实施与构建阶段和运行与维护阶段，阶段间的重叠表示两个阶段之间的交接工作。

2. 五阶段周期

这种模式最为常见，通常分为 5 个阶段且每个阶段完毕后才能进入下一个环节。

3. 六阶段周期

该模式是对五阶段周期的补充，是对其缺饭灵活性缺陷的改进，通过在实施阶段前后增加相应的测试和优化过程来提高网络建设工程中对需求变更的适应性。

3.2 网络开发过程

根据五阶段迭代周期的模型，网络开发过程可以被划分为以下 5 个阶段。

1. 需求分析。
2. 通信规范分析：对现有网络体系分析。
3. 逻辑网络分析：确定网络逻辑结构。
4. 物理网络设计：确定网络物理机构。
5. 安装与维护。

3.3 历年真题

1. 2014 上半年
网络系统设计过程中，物理网络设计阶段的任务是(A）

A. 依据逻辑网络设计的要求，确定设备的具体物理分布和运行环境
B.分析现有网络和新网络的各类资源分布，掌握网络所处的状态
C.根据需求规范和通信规范，实施资源分配和安全规划
D. 理解网络应该具有的功能和性能，最终设计出符合用户需求的网络

2. 2016 上半年
网络设计过程包括逻辑网络设计和物理网络设计两个阶段，各个阶段都要产生相应的文档，下面选项中，属于逻辑网络设计文档的是（A） ，属于物理网络设计文档的是(B）。

A. 网络 IP 地址分配方案 B.设备列表清单 C.集中访谈的信息资料 D.网络内部的通信流量分布
A. 网络 IP 地址分配方案 B.设备列表清单 C.集中访谈的信息资料 D.网络内部的通信流量分布

四 通信流量分析

通信规范分析最终的目标是产生通信流量，其中必要的工作是分析网络中信息流量的分布问题。

4.1 通信流量分析办法

简单如 80/20规则（内部80、外部20）、20/80规则（内部20、外部80）。
如下图：

4.2 通信流量计算

应用总信息传输速率 = （平均事务量大小 * 每字节位数 * 每个会话事物数 * 平均用户数）/ 平均会话长度。

4.3 历年真题

1. 2011 上半年
在网络设计阶段进行通信流量分析时可以采用简单的80/20规则，下面关于这种规则的说明中，正确的是（C）。

A.这种设计思路可以最大限度满足用户的远程联网需求
B.这个规则可以随时控制网络的运行状态
C.这个规则适用于内部交流较多而外部访问较少的网络
D.这个规则适用的网络允许存在具有特殊应用的网段

2. 2014 上半年
假设网络的生产管理系统采用B/S工作方式，经常上网的用户数为100个，每个用户每分钟平均产生11个事务 ，平均事务量为0.06MB，则这个系统需要的传输速率为（B）

A. 5.28Mb/s B. 8.8Mb/s C. 66Mb/s D. 528Mb/s

解题思路：注意单位是Mb/s，则 （100 * 11 * (0.06 * 8)) / 60 = 8.8Mb/s。

五 逻辑网络设计

逻辑设计主要由以下 4 个步骤组成：

1. 确定逻辑设计目标。
2. 网络服务评价。
3. 技术选项评价。
4. 进行技术决策。

5.1 网络安全技术措施表

5.2 技术评价

在进行网络技术选择时，需要考：通信带宽、技术成熟性、连接服务类型、可扩展性、高投资产出比等因素。

对于大型网络工程来说，项目本身不能成为新技术的试验田。尽量使用较成熟、拥有较多案例的技术。

5.3 历年真题

1. 2016 下半年
在网络规划设计过程中，选择网络技术时要考虑多种因素。下面的各种考虑中不正确的是（B）。
A.网络带宽要保证用户能够快速访问网络资源 B. 要选择具有前瞻性的网络新技术
C.选择网络技术要考虑末来网络扩充的需求 D. 通过投入产出分析确定使用何种技术

六 网络结构设计

6.1 局域网结构

1. 核心局域网结构
单核心局域网结构主要由一台核心二层过三层交换设备构建局域网络的核心，通过多台接口交换机接入计算机节点，该网络一般通过与核心交换机互连的路由设备（路由器或防火墙）接入广域网中。

2. 双核心局域网结构
双核心结构主要由两台核心交换设备构建局域网核心，该网络一般也是通过与核心交换机互连的路由设备接入广域网，并且路由器与两台核心交换设备之间都存在物理链路。

6.2 交换机三层架构

层次结构主要定义了根据不通过功能要求将局域网络划分层次构建的方式，从功能上定义为核心层、汇聚层、接入层。

1. 核心层：实现高速数据转发。
2. 汇聚层：实现丰富的接口和接入层之间的互访控制，策略和路由控制。
3. 接入层：实现用户接入，安全控制（认证）。

6.3 历年真题

1. 2016 下半年
在网络的分层设计模型中 ，对核心层工作规程的建议是（ B ）。

A. 要进行数据压缩以提高链路利用率
B. 尽量避免使用访问控制列表以减少转发延迟
C.可以允许最终用户直接访问
D.尽量避免冗余连接

2. 2019 上半年
三层网络设计方案中，（D）是汇聚层的功能。

A. 不同区域的高速数据转发
B. 用户认证、计费管理
C. 终端用户接入网络
D. 实现网络的访问策略控制

七 广域网技术

7.1 PSTN 公用电话网络

常见速率为33.6kbps 或 56 kbps。（已过时，不再使用）

7.2 ISDN 综合业务数据网

1. 基本速率接口（BRI）：主要用于个人用户的远程接入，速率为 144k。
2. 基群速率接口（PRI）：主要用于企业或者团体接入，速率为 2.048M。

7.3 线缆调制解调器接入

如下图所示：CMTS 的以太口可以直接与以太网相连，同时通过中继线路连接 PSTN 网络，将双向的网络和语音信号调制形成上行和下行的模拟信号，单向的有线电视下行信号以频分复用合入下行信号中。

在 HFC 区域中，接入光收发器、光电转换器等设备完成信号的中继和传递，通常光纤采用双纤，电缆采用单缆。

客户端采用 Cable Modem 相连，并分解出有线电视、计算机网络和电话信号。

HFC 为主干光纤，接入用铜缆。

7.4 数字用户线路远程接入

数字用户线路（Digital Subscriber Line，DSL）允许用户在传统的电话线上提供高速的数据传输，用户计算机借助 DSL 调制解调器连接到电话线上，通过 DSL 连接访问因特网。

DSL 有多种类型，常见的如下：

1. ADSL：非对称 DSL，上行和下行流量速率不对称。
2. SDSL：对称 DSL, 上行和下行流量速率对称，最高可以达到 1.544Mbps。
3. HDSL：高比特率DSL。
4. VDSL：甚高比特率DSL。
   
   ADSL Modem：实现 POTS 语音与数据的分离，完成用户端 ADSL 数据的接受和发送。

7.5 历年真题

1. 2015 下半年
通过HFC网络实现宽带接入，用户端需要的设备是（A），局端用于控制和管理用户的设备是(D)。

A.Cable Modem B.ADSL Modem C.OLT D.CMTS
A.Cable Modem B.ADSL Modem C.OLT D.CMTS

2. 2015 下半年
ADSL采用（B）技术把PSTN线路划分为话音、上行和下行三个独立的信道，同时提供电话和上网服务。采用ADSL联网，计算机需要通过（C）和分离器连接到电话入户接线盒。

A.对分复用 B.频分复用 C.空分复用 D. 码分多址
A.ADSL交换机 B.Cable Modem C.ADSL Modem D.无线路由器

八 广域网互联技术

8.1 数字数据网（DDN）

数字数据网（Digital Data Network，DDN）是一种利用数字信道提供数据信号传输的数据传输网，是一个半永久性连接电路的公共数字数据传输网络。

DDN 采用同步时分复用，实行分级管理。

最大速率 2m，已经被淘汰。

8.2 同步数字体系（SDH）

SDH 是一种将复接、线路传输以及交换功能融为一体，并由同意网关系统操作的综合信息传送网络。

SDH 采用的信息结构等级称之为同步传送模块 STM-N（N=1，4，16，64），最基本的模块为STM-1。

1. STM-1：155.520Mbps。
2. STM-4：4 * 155.520 = 622.080Mbps。
3. STM-16：16 * 155.520 = 488.320Mbps。
4. 以此类推…

九 网络故障诊断与排除

9.1 问题解决模型

9.2 网络故障排查命令

1. show：检测系统的安装情况与网络运行状况，也可以用于对故障区域的定位。
2. debug：帮助分析协议和配置问题。
3. ping：检测网络上不同设备之间的连同性。
4. trace/traceroute：用于确定数据包在从一个设备到另一个设备直至目的地的过程中所经过的路径。

9.3 专用故障排除工具

1. 欧姆表、数字万用表及电缆测试器：利用这些参数可以检测电缆的物理连通性。
   测试并报告电缆状况，其中包括近端串音、信号衰減及噪音。
2. 时域反射计与光时域反射计。
   时域反射器（TDR）能够快速定位金属线缆中的短路、断路、阻抗等问题。
   光时域反射器（OTDR）精确测量光纤的长度、断裂位置、信号衰减等 。
3. 网络监测器：分析统计网络状态。

9.4 历年真题

1. 2019 上半年
下列指标中，仅用于双绞线测试的是（D）。
A. 最大衰减限值 B. 波长窗口参数 C. 回波损耗限值 D. 近端串扰

十 章节总结

本章节重点为：

1. 六大布线子系统。
2. 五个阶段生命周期。
3. 网络结构与功能（交换机三层架构）。
4. 网络故障诊断与排除。