网络规划设计师笔记2016B5

第1页/共39页网络规划设计师笔记双绞线BASE-T类别频宽MHz传输速率bps其它性质范围3类1610M无中继传输距离2km～3km4类2010/100M布线距离＜100m(90m)5类100100/1000M线路衰减≤23.2dB超5类100100/1000M线路延时＜1μs6类2501G阻抗100±5Ω7类60010G近端串扰ANEXT＞24dB信息插座距离地面20～30cm降低端口信号发射功率不能有效减少串扰POE供电44～57V，350～400mA，≤15.4W网络测试工具1、线缆测试仪：检测网络线缆质量，连通性测试；2、网络协议分析仪：被动测试，分析捕获网络上的数据包数据帧，迅速检查网络问题。3、网络测试仪：主动测试，专用软硬件结合测试设备。综合测试网络设备、网络系统、网络应用。三大功能：数据包捕获、负载产生、智能分析。其它性能要求共享式以太网链路平均利用率≤带宽40%；全双工以太网链路平均利用率≤带宽70%；网络错误率＜总帧数1%；网络流量负载≤70%；丢包率＜0.1%；各链路双向20次测得传输延时≤1ms；链路速率：接收≥发送99%。光纤频宽1014～1015Hz理论Max=200Tbps类别波长nm内外径μm速率bps传输距离衰减/km备注单模15505/8510G≤240km0.2dB单模15505/852.5G≤390km0.2dB单模13008.3/125G≤5km0.3dB多模130050/125G≤550m1dB衰减＜2.6dB多模85062.5/140G≤275m3dB衰减＜3.9dB接头损耗0.1dB/接头WS-G5484GBIC多模1000Base-SX（≤550m）连接损耗1.5dB/对WS-G5486GBIC单模1000Base-LX（≤10km）ITU-TG.655光纤光缆标准WS-G5487GBIC单模1000Base-ZX（≤100km）光纤测试1、连通性测试（断点）；2、端到端损耗测试（传输损耗、光纤质量、中继距离）；3、收发功率测试（光纤衰减、接头损耗、故障定位）；4、反射损耗测试（光纤链路质量评定）光缆网络建设1、如何缩短末端接入点到汇聚点之间的纤芯距离；2、如何对汇聚机房主干光缆路由进行合理布局；3、纤芯容量确定，特别是主干光缆纤芯容量的确定；4、网络安全，特别是主干网络安全。尾纤接头FC圆头螺纹，ST圆头螺旋槽，SC方头卡子，LC小方头卡子第2页/共39页传输介质对比类别传输速率bps传输距离备注双绞线10M～1000M＜100m同轴电缆10M≤1km50Ω基带光纤160G＜110km卫星256K＜18000km微波＜500M＜1000km地面同城远程连接方案对比类别优点缺点铺设光缆传输速度快，专用性突出重复投资，工程施工及审批困难采用微波技术施工简单成本高，不够稳定租用电路专线专用性突出，传输速度有保证费用高ADSL接入成本低、易安装适用于小型企业，适用地域广，使用VPN可提高数据传输的安全性。带宽受限租用ISDN成本低、易安装长途需要长话费用，不够稳定机房环境参数范围参数范围温度20±2℃温度变&不得结露5℃/h湿度45%～60%直流接地电阻＜1Ω噪声＜68dB交流、安全接地电阻＜4Ω（间隔≥15m）磁场干扰≤800A/m无线电干扰0.15～1000MHz，≤126dB电源180～264V，47～63Hz，其他谐波≤3%，配电箱尽量靠近机房PUEPowerUsageEffectiveness，是评价数据中心能源效率的指标，是数据中心消耗的所有能源与IT负载使用的能源之比，是DCIE（DataCenterInfrastructureEfficiency）的反比。PUE=数据中心设备总能耗/IT设备能耗（基准是2，越接近1表明能效水平越好）UPS负载容量：负载设备总功率。未知时按照每个机柜3000W估算。UPS容量：一般以VA或KVA作为单位。UPS功率因数：有功功率/视在功率。一般为0.8。UPS蓄电池直流电压：UPS电池所需总电压，由UPS主机确定。蓄电池容量：如65AH-12V，12V就是电池电压。不间断供电时间机房要求断电后供电时间，一般为1H，2H等。UPS主机选择：UPS容量=负载容量/功率因数/(0.6～0.8)因为UPS工作在60%～80%容量的时候效率是最高的。UPS常用的规格有3KVA，6KVA，15KVA等。向上取整。UPS电池选择：电池数量=UPS蓄电池直流电压/电池电压。容量=UPS容量*功率因数*不间断供电时间/电池数量/电池电压考虑节能环保：多路市电+2H容量+备用发电机+自动切换开关主机房面积A=KN，设备数N，K=3.5～4.5m2/台（辅助区域=0.2～1倍A）第3页/共39页GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》GB50462-2008《电子信息系统机房施工及验收规范》GB2887-2000《计算站场地技术条件》GB9361-2011《计算站场地安全要求》分A、B、C级GB50052-2009《供配电系统设计规范》机柜背对背摆放原因防止机柜间冷热风混在一起形成短路气流，有效提高制冷效果，节能环保水平布线所需线缆：C=[(LMax＋LMin)×0.55＋2h]×n（网线305m/箱，层高h）大楼综合布线：跨度≤3km，面积≤100万m2，人员50～5万人。网络设备包转发率（线速）：1Gbps→1.488Mpps2.5Gbps（POS）→4.68Mpps（WS=R/8/(64+8+12)端口速率R，最小数据包64B，8B前导符，12B帧间隙）网络设备背板带宽＞端口速率×2×端口数频分复用FDM（FrequencyDivisionMultiplexing）是将整个传输频带划分为若干个频率通道，每个用户占用一个通道。频率通道之间留有防护频带。适用于模拟信号传输。时分复用TDM（TimeDivisionMultiplexing）是将时间分割成小的时间片，每个时间片又分为若干个通道（时隙），每个用户占用一个通道传输数据。适用于数字信号传输。传统的TDM技术局限性：当某用户无数据发送时，其他用户仍不能占用该通道，造成资源的浪费。使用时分多路复用技术STDM来弥补此不足。高速数字信号受传输距离影响，易造成传播延迟失真。香农定理（噪声）：C=H×log2(S/N＋1)奈奎斯特（理想）：C=2W×log2(N)N：相位种类log2(1001)≈9.967H/W：带宽1dB=10×lg(S/N)802.X网络协议IEEE作用用途IEEE作用用途802.1802.1A局域网概述及体系结构802.1B寻址、网络互连与网络管理802.10网络安全技术咨询组802.2LLC逻辑链路控制。802.11无线局域网WLAN802.3以太网802.3（CSMA/CD），802.3u（FE100M），802.3z（GE1000M），802.3ae（10G），802.12快速局域网（淘汰）802.4令牌总线网（淘汰）802.13未使用802.5令牌环网（淘汰）802.14用线缆调制解调，有线电视802.6城域网域802.15采用蓝牙技术的无线个人网802.7宽带技术咨询组（淘汰）802.16宽带无线连接工作组802.8光纤技术咨询组802.17弹性分组环RPR802.9综合声音数据局域网IVDLAN802.18宽带无线局域网技术咨询组第4页/共39页网络各层协议层次协议数据单元PDU服务访问点SAP协议应用层报文用户接口TFTP,HTTP,SNMP,FTP,SMTP,DNS,Telnet传输层数据段端口TCP,UDP网络层数据分组IP地址IP,ICMP,RIP,OSPF,BGP,IGMP数据链路层帧MAC地址PPP,ARP,RARP,MTU,SLIP,CSLIP物理层比特网络接口ISO2110,IEEE802.3,IEEE802.11分组交换虚电路：适用于数据量大、实时性要求不高、出错率低的场合。数据报：适用于突发性通信即实时性要求高、数据量小、出错率较高的场合。广域网WAN（WideAreaNetwork）也称远程网，广域网有两种组网方式：虚电路（VirtualCircuit）方式，面向连接，“跳到跳”（Hop-by-Hop）控制：在相邻交换机之间进行差错和拥塞控制的机制，拥塞避免是通过定期接收下一站交换机的“允许发送”信号来实现。数据报（Datagram）方式，面向无连接，“端到端”（End-to-End）控制：利用用户之间的确认机制去保证数据传输的正确性和完整性，可靠性控制最终要通过用户来实现。二层交换机：解决环路用网桥协议。一般最多允许7台二层交换机级联，每接入交换机留一个端口做级联端口。IP交换机信令：流管理协议IFMP（封装在IPv4分组中广播发送）、交换机管理协议GSMP（可变长报文封装在AAL5协议数据单元中）网络中出现逻辑回路：造成数据帧的无限循环和重复接发，导致网络广播风暴发生。（广播风暴：同一数据帧多个副本，交换机二层地址表CAM不稳定）三层交换机：网络利用率≤70%数据吞吐量：ADT=净利用率×帧最大编码效率×线速率净利用率=利用率－冲突率，帧最大编码效率=1－编码开销比，线速率=带宽生成树协议STP（SpanningTreeProtocol）：可应用于环路网络，通过一定的算法实现路径冗余，同时将环路网络修剪成无环路的树型网络，从而避免报文在环路网络中的增生和无限循环。快速生成树协议RSTP（rapidspanningTreeProtocol）：网络结构发生变化时，能更快的收敛网络。比STP多了两种端口类型：预备端口和备份端口。多生成树协议MSTP（MultipleSpanningTreeProtocol）：多生成树MST使用修正的快速生成树RSTP协议，叫做MSTP。将环路网络修剪成为一个无环的树型网络，避免报文在环路网络中的增生和无限循环，同时还提供了数据转发的多个冗余路径，在数据转发过程中实现VLAN数据的负载均衡。MSTP兼容STP和RSTP，并且可以弥补STP和RSTP的缺陷减少STP收敛时间：1、Backbonefast协议，提高主干链路有故障时切换到第5页/共39页备份链路的收敛时间。2、Uplinkfast协议，提高接入层交换机到主干交换机间链路有故障时切换到备份链路的收敛时间。3、Portfast协议，加快终端工作站接入网络的速度。4、采用快速生成树协议RSTP。网桥协议数据单元BPDU（BridgeProtocolDataUnit)：运行STP的交换机之间交换的消息帧。BPDU内包含了STP所需的路径和优先级信息，STP便利用这些信息来确定根桥以及到根桥的路径。（根信息、路径开销、网桥信息、端口信息及计时器）计时器：计时器用于说明生成树用多长时间完成它的每项功能。这些功能包括报文老化时间、最大老化时间、访问时间和转发延迟。当一个网桥开始变为活动时，它的每个端口都是每2s（缺省）发送一个BPDU。然而，如果一个端口收到另外一个网桥发送过来的BPDU，而这个BPDU比它正在发送的BPDU更优，则本地端口会停止发送BPDU。如果在20s（缺省）后它不再接收到邻居的更优的BPDU，则本地端口会再次发送BPDU。海明码纠错：2r－1≥K＋1（K：信息位长度，r：监督码长度，奇偶校验，向前纠错）。错误检查和纠正ECC（ErrorCorrectingCode）：一个K=2n位数据产生的ECC码要占用n+2位空间（错误检查和纠正）。对称算法：AES、DES、RC-5、Blowfish等非对称算法：RSA、ECC、MD5、Diffie-Hellman等RSA算法：公钥加密算法，加密解密是基于最优非对称加密填充OAEP（Optimalasymmetricencryptionpadding），签名验证是基于概率签名方案PSS（ProbabilisticSignatureScheme）。加密前先用OAEP算法对明文编码。签名后的内容不含原文。公钥用于加密和验证：KU={e,n}私钥用于解密和签名：KR={d,n}加密：密文C=