免费智能真题库 > 历年试卷 > 网络规划设计师 > 2018年下半年 网络规划设计师 上午试卷 综合知识
  第38题      
  知识点:   VLAN策略   VLAN概述   VLAN划分方法   交换机   路由器   调试   局域网   三层交换
  关键词:   VLAN   采购   局域网   路由器   三层交换机   网络   交换机   路由        章/节:   局域网   逻辑设计       

 
某高校实验室拥有一间100平方米的办公室,里面设置了36个工位,用于安置本实验室的36名研究生。根据该实验室当前项目情况,划分成了3个项目组,36个工位也按照区域聚集原则划分出3个区域。该实验室采购了一台具有VLAN功能的两层交换机,用于搭建实验室有线局域网,实现三个项目组的网络隔离。初期考虑到项目组位置固定且有一定的人员流动,搭建实验室局域网时宜采用的VLAN划分方法是(38)
随着项目进展及人员流动加剧,项目组区域已经不再适合基于区域聚集原则进行划分,而且项目组长或负责人也需要能够同时加入到不同的VLAN中。此时宜采用的VLAN划分方法是(39)。
在项目后期阶段,三个项目组需要进行联合调试,因此需要实现三个VLAN间的互联互通。目前有两种方案:
方案一:采用独立路由器方式,保留两层交换机,增加一个路由器
方案二:采用三层交换机方式,用带VLAN功能的三层交换机替换原来的两层交换机
与方案一相比,下列叙述中不属于方案二优点的是(40)
 
 
  A.  基于端口
 
  B.  基于MAC地址
 
  C.  基于网络地址
 
  D.  基于IP组播
 
 
 

 
  第39题    2018年下半年  
   52%
某高校实验室拥有一间100平方米的办公室,里面设置了36个工位,用于安置本实验室的36名研究生。根据该实验室当前项目情况,划分成..
  第40题    2018年下半年  
   49%
某高校实验室拥有一间100平方米的办公室,里面设置了36个工位,用于安置本实验室的36名研究生。根据该实验室当前项目情况,划分成..
  第20题    2016年下半年  
   35%
(20)用于VLAN之间的通信。
 
  第40题    2018年下半年  
   49%
某高校实验室拥有一间100平方米的办公室,里面设置了36个工位,用于安置本实验室的36名研究生。根据该实验室当前项目情况,划分成..
  第39题    2018年下半年  
   52%
某高校实验室拥有一间100平方米的办公室,里面设置了36个工位,用于安置本实验室的36名研究生。根据该实验室当前项目情况,划分成..
 
   知识点讲解    
   · VLAN策略    · VLAN概述    · VLAN划分方法    · 交换机    · 路由器    · 调试    · 局域网    · 三层交换
 
       VLAN策略
        以太网从本质上基于广播机制,但采用VLAN技术把局域网隔离为多个广播域,这样不同的广播域之间信息交换就不会存在监听问题。
        通过基于VLAN的访问控制列表,使得在VLAN外的网络结点不能直接访问VLAN内的结点。
        VLAN的划分目的是保证系统的安全性,因此可以按照系统的功能性来划分VLAN。例如,可以将总部中的服务器系统单独划分为一个VLAN,如数据库服务器和电子邮件服务器等。
        也可以按照机构的设置来划分VLAN,如将财务所在的网络单独作为一个名为Finance的VLAN,其他机构分别作为一个VLAN,并且控制Finance的VLAN与其他VLAN之间的单向信息流向。即允许Finance的VLAN查看其他VLAN的相关信息,其他VLAN不能访问它的信息。
        VLAN之内的连接采用交换实现,VLAN之间采用路由实现。由于路由控制的能力有限,不能实现VLAN之间的单向信息流动。因此需要在Finance VLAN与其他VLAN之间设置一个防火墙作为安全隔离设备,控制VLAN之间的信息交流。
 
       VLAN概述
        VLAN中的网络用户是通过LAN交换机来通信的,一个VLAN中的成员看不到另一个VLAN中的成员。同一个VLAN中的所有成员共同拥有一个VLAN ID,组成一个虚拟局域网络。同一个VLAN中的成员均能收到同一个VLAN中的其他成员发来的广播包,但收不到其他VLAN中成员发来的广播包。不同VLAN成员之间不可直接通信,需要通过路由支持才能通信,而同一VLAN中的成员通过VLAN交换机可以直接通信,不需路由支持。
               VLAN的功能
               VLAN有如下的主要功能:
               (1)提高管理效率:减少网络中站点的移动、增加和改变所带来的工作量,可以大大简化网络配置和调试工作。
               (2)控制广播数据:VLAN内成员共享广播域,VLAN间的广播被隔离,这样可以提高网络的传输效率,VLAN利用了交换网络的高速性能。
               (3)增强网络的安全性:广播可以将数据传向每一个站点,通过将网络划分为一个个互相独立的VLAN,对成员进行分组限制广播,并可根据MAC地址、应用类型、协议类型等限制成员或计算机对网络资源的访问。
               (4)实现虚拟工作组:按应用或功能组建虚拟工作组。
               VLAN划分方法
               VLAN划分方法指的是在一个VLAN中包含哪些站点(包括服务器和客户站)。VLAN划分的方法如下。
               (1)按交换端口号划分。将交换设备端口进行分组来划分VLAN。例如,一个交换设备上的端口1,2,5,7所连接的客户工作站可以构成VLAN A,而端口3,4,6,8则构成VLANB等。在最初的实现中,VLAN是不能跨越交换设备的,后来进一步的发展使得VLAN可以跨越多个交换设备。
               目前,按端口号划分VLAN仍然是构造VLAN的一个最常用的方法。这种方法比较简单并且非常有效。但仅靠端口分组而定义VLAN将无法使得同一个物理分段(或交换端口)同时参与到多个VLAN中,而且更重要的是当一个客户站从一个端口移至另一个端口时,网管人员将不得不对VLAN成员进行重新配置。
               (2)按MAC地址划分。这种方法由网管人员指定属于同一个VLAN中的各客户站的MAC地址。用MAC地址进行VLAN成员的定义既有优点也有缺点。由于MAC地址是固化在网卡中的,故移至网络中另外一个地方时将仍然保持其原先的VLAN成员身份而无须网管人员对之进行重新的配置,从这个意义上讲,用MAC地址定义的VLAN可以被看成是基于用户的VLAN。另外,在这种方式中,同一个MAC地址可以处于多个VLAN中。
               这种方法的缺点是所有的用户在最初都必须被配置到(手工方式)至少一个VLAN中,只有在这种手工配置之后方可实现对VLAN成员的自动跟踪。
               (3)按第三层协议划分。在决定VLAN成员身份时,主要考虑协议类型(支持多协议的情况下)或网络层地址(如TCP/IP网络的子网地址)。这种类型的VLAN划分需要将子网地址映射到VLAN,交换设备则根据子网地址而将各机器的MAC地址同一个VLAN联系起来。交换设备将决定不同网络端口上连接的机器属于同一个VLAN。
               在第三层定义VLAN有许多的优点。首先,可以根据协议类型进行VLAN的划分,这对于那些基于服务或基于应用VLAN策略的网管人员无疑是极具吸引力的。其次,用户可以自由地移动他们的机器而无须对网络地址进行重新配置。再次,在第三层上定义VLAN将不再需要报文标识,从而可以消除因在交换设备之间传递VLAN成员信息而花费的开销。
               与前两种方法相比,在第三层上定义VLAN的方法的最大缺点就是性能问题。对报文中的网络地址进行检查将比对帧中的MAC地址进行检查开销更大。正是由于这个原因,使用第三层信息进行VLAN划分的交换设备一般都比使用第二层信息的交换设备更慢。但第三层交换机的出现,大大改善了VLAN成员间的通信效率。
               在第三层上所定义的VLAN对于TCP/IP特别有效,但对于其他一些协议如IPX或Apple则要差一些,并且对于那些不可进行路由选择的一些协议,如NetBIOS,在第三层上实现VLAN划分将特别困难,因为使用这种协议的机器是无法互相区分的,因此也就无法将其定义成某个网络层VLAN的一员。
               (4)IP组播VLAN。在这种方法中,各站点可以自由地动态决定(通过编程的方法)参加到哪一个或哪一些IP组播组中。一个IP组播组实际上是用一个D类地址表示的,当向一个组播组发送一个IP报文时,此报文将被传送到此组中的各个站点处。从这个意义上讲,可以将一个IP组播组看成是一个VLAN。但此VLAN中的各个成员都只具有临时性的特点。由IP组播定义VLAN的动态特性可以达到很高的灵活性,并且借助于路由器,这种VLAN可以很容易地扩展到整个WAN上。
               (5)基于策略的VLAN。基于策略的方法允许网络管理员使用任何VLAN策略的组合来创建满足其需求的VLAN。通过上面列出的VLAN策略把设备指定给VLAN,当一个策略被指定到一个交换机时,该策略就在整个网络上应用,而设备被置入VLAN中。从设备发出的帧总是经过重新计算,以使VLAN成员身份能随着设备产生的流量类型而改变。
               基于策略的VLAN可以使用上面提到的任何一种划分VLAN的方法,并可以把不同方法组合成一种新的策略来划分VLAN。
               (6)按用户定义、非用户授权划分。基于用户定义、非用户授权来划分VLAN是指为了适应特别的VLAN网络,根据特殊的网络用户的特殊要求来定义和设计VLAN,而且可以让非VLAN群体用户访问VLAN,但是需要提供用户密码,在得到VLAN管理的认证后才可以加入一个VLAN。
               在上述6种划分方法中,各方法的侧重点不同,所达到的效果也不尽相同。目前在网络产品中融合多种划分VLAN的方法,以便根据实际情况寻找最合适的途径。同时,随着管理软件的发展,VLAN的划分逐渐趋向于动态化。
               VLAN之间的通信方式
               当VLAN交换机从工作站接收到数据后,会对数据的部分内容进行检查,并与一个VLAN配置数据库(该数据库含有静态配置的或动态学习而得到的MAC地址等信息)中的内容进行比较后,确定数据去向。如果数据要发往一个VLAN设备,一个标签或VLAN标识就被加到这个数据上,根据VLAN标识和目的地址,VLAN交换机就可以将该数据转发到同一VLAN上适当的目的地;如果数据发往非VLAN设备,则VLAN交换机发送不带VLAN标识的数据。
               目前,VLAN之间的通信主要采取如下4种方式。
               (1)MAC地址静态登记方式。MAC地址静态登记方式是预先在VLAN交换机中设置一张地址列表,这张表含有工作站的MAC地址及VLAN交换机的端口号、VLAN ID等信息,当工作站第一次在网络上发广播包时,交换机就将这张表的内容一一对应起来,并对其他交换机广播。这种方式的缺点在于,网络管理员要不断修改和维护MAC地址静态条目列表,且大量的MAC地址静态条目列表的广播信息容易导致主干网络拥塞。
               (2)帧标签方式。帧标签方式采用的是标签技术,即给每个数据包都加上一个标签,用来标明数据包属于哪个VLAN。这样,VLAN交换机就能够将来自不同VLAN的数据流复用到相同的VLAN交换机上。帧标签方式给每个数据包加上标签,使得网络的负载也相应增加了。
               (3)虚连接方式。网络用户A和B第一次通信时,发送ARP广播包,VLAN交换机将学习到的MAC和所连接的VLAN交换机的端口号保存到动态条目MAC地址列表中,当A有数据要传送时,VLAN交换机从其端口收到的数据包中识别出目的MAC地址,查询动态条目MAC地址列表,得到目的站点所在的VLAN交换机端口,这样两个端口间就建立起一条虚连接,数据包就可从源端口转发到目的端口。数据包一旦转发完毕,虚连接即被撤销。这种方式使带宽资源得到了很好利用,提高了VLAN交换机效率。
               (4)路由方式。在按IP划分的VLAN中,很容易实现路由,即将交换功能和路由功能融合在VLAN交换机中。这种方式既达到了控制广播风暴的最基本目的,又不需要外接路由器,但这种方式对VLAN成员之间的通信速度不是很理想。
 
       VLAN划分方法
        VLAN划分方法指的是在一个VLAN中包含哪些站点(包括服务器和客户站)。VLAN划分的方法如下。
        (1)按交换端口号划分。将交换设备端口进行分组来划分VLAN。例如,一个交换设备上的端口1,2,5,7所连接的客户工作站可以构成VLAN A,而端口3,4,6,8则构成VLANB等。在最初的实现中,VLAN是不能跨越交换设备的,后来进一步的发展使得VLAN可以跨越多个交换设备。
        目前,按端口号划分VLAN仍然是构造VLAN的一个最常用的方法。这种方法比较简单并且非常有效。但仅靠端口分组而定义VLAN将无法使得同一个物理分段(或交换端口)同时参与到多个VLAN中,而且更重要的是当一个客户站从一个端口移至另一个端口时,网管人员将不得不对VLAN成员进行重新配置。
        (2)按MAC地址划分。这种方法由网管人员指定属于同一个VLAN中的各客户站的MAC地址。用MAC地址进行VLAN成员的定义既有优点也有缺点。由于MAC地址是固化在网卡中的,故移至网络中另外一个地方时将仍然保持其原先的VLAN成员身份而无须网管人员对之进行重新的配置,从这个意义上讲,用MAC地址定义的VLAN可以被看成是基于用户的VLAN。另外,在这种方式中,同一个MAC地址可以处于多个VLAN中。
        这种方法的缺点是所有的用户在最初都必须被配置到(手工方式)至少一个VLAN中,只有在这种手工配置之后方可实现对VLAN成员的自动跟踪。
        (3)按第三层协议划分。在决定VLAN成员身份时,主要考虑协议类型(支持多协议的情况下)或网络层地址(如TCP/IP网络的子网地址)。这种类型的VLAN划分需要将子网地址映射到VLAN,交换设备则根据子网地址而将各机器的MAC地址同一个VLAN联系起来。交换设备将决定不同网络端口上连接的机器属于同一个VLAN。
        在第三层定义VLAN有许多的优点。首先,可以根据协议类型进行VLAN的划分,这对于那些基于服务或基于应用VLAN策略的网管人员无疑是极具吸引力的。其次,用户可以自由地移动他们的机器而无须对网络地址进行重新配置。再次,在第三层上定义VLAN将不再需要报文标识,从而可以消除因在交换设备之间传递VLAN成员信息而花费的开销。
        与前两种方法相比,在第三层上定义VLAN的方法的最大缺点就是性能问题。对报文中的网络地址进行检查将比对帧中的MAC地址进行检查开销更大。正是由于这个原因,使用第三层信息进行VLAN划分的交换设备一般都比使用第二层信息的交换设备更慢。但第三层交换机的出现,大大改善了VLAN成员间的通信效率。
        在第三层上所定义的VLAN对于TCP/IP特别有效,但对于其他一些协议如IPX或Apple则要差一些,并且对于那些不可进行路由选择的一些协议,如NetBIOS,在第三层上实现VLAN划分将特别困难,因为使用这种协议的机器是无法互相区分的,因此也就无法将其定义成某个网络层VLAN的一员。
        (4)IP组播VLAN。在这种方法中,各站点可以自由地动态决定(通过编程的方法)参加到哪一个或哪一些IP组播组中。一个IP组播组实际上是用一个D类地址表示的,当向一个组播组发送一个IP报文时,此报文将被传送到此组中的各个站点处。从这个意义上讲,可以将一个IP组播组看成是一个VLAN。但此VLAN中的各个成员都只具有临时性的特点。由IP组播定义VLAN的动态特性可以达到很高的灵活性,并且借助于路由器,这种VLAN可以很容易地扩展到整个WAN上。
        (5)基于策略的VLAN。基于策略的方法允许网络管理员使用任何VLAN策略的组合来创建满足其需求的VLAN。通过上面列出的VLAN策略把设备指定给VLAN,当一个策略被指定到一个交换机时,该策略就在整个网络上应用,而设备被置入VLAN中。从设备发出的帧总是经过重新计算,以使VLAN成员身份能随着设备产生的流量类型而改变。
        基于策略的VLAN可以使用上面提到的任何一种划分VLAN的方法,并可以把不同方法组合成一种新的策略来划分VLAN。
        (6)按用户定义、非用户授权划分。基于用户定义、非用户授权来划分VLAN是指为了适应特别的VLAN网络,根据特殊的网络用户的特殊要求来定义和设计VLAN,而且可以让非VLAN群体用户访问VLAN,但是需要提供用户密码,在得到VLAN管理的认证后才可以加入一个VLAN。
        在上述6种划分方法中,各方法的侧重点不同,所达到的效果也不尽相同。目前在网络产品中融合多种划分VLAN的方法,以便根据实际情况寻找最合适的途径。同时,随着管理软件的发展,VLAN的划分逐渐趋向于动态化。
 
       交换机
        机架式交换机是一种插槽式的交换机,这种交换机扩展性较好,可支持不同的网络类型,如以太网、快速以太网、千兆位以太网、ATM、令牌环及FDDI(Fiber Distributed Data Interface,光纤分布式数据接口)等,但价格较贵。固定配置式带扩展槽交换机是一种有固定端口数并带少量扩展槽的交换机,这种交换机在支持固定端口类型网络的基础上,还可以支持其他类型的网络,价格居中。固定配置式不带扩展槽交换机仅支持一种类型的网络,但价格最便宜。
        交换机的性能指标主要有机架插槽数、扩展槽数、最大可堆叠数、最小/最大端口数、支持的网络类型、背板吞吐量、缓冲区大小、最大物理地址表大小、最大电源数、支持协议和标准、支持第3层交换、支持多层(4~7层)交换、支持多协议路由、支持路由缓存、支持网管类型、支持端口镜像、服务质量(Quality of Service,QoS)、支持基于策略的第2层交换、每端口最大优先级队列数、支持最小/最大带宽分配、冗余、热交换组件、负载均衡等。
 
       路由器
        路由器是计算机网络中重要的一个环节,分为模块化和非模块化两种类型。模块化结构的路由器的扩展性好,支持多种端口类型(如以太网接口、快速以太网接口、高速串行口等),并且各种端口的数量一般是可选的,但价格通常比较昂贵。固定配置的路由器扩展性差,只能用于固定类型和数量的端口,但价格低廉。
        在选择路由器产品时,应多从技术角度来考虑,如可延展性、路由协议互操作性、广域数据服务支持、内部ATM支持、SAN集成能力等。另外,选择路由器还应遵循标准化原则、技术简单性原则、环境适应性原则、可管理性原则和容错冗余性原则等。特别是对于高端路由器,还应该更多地考虑是否和如何适应骨干网对网络高可靠性、接口高扩展性以及路由查找和数据转发的高性能要求。高可靠性、高扩展性和高性能的“三高”特性是高端路由器区别于中、低端路由器的关键所在。从技术性能上考察路由器产品,一般要考察路由器的容量、每秒钟能处理多少数据包、能否被集群等性能问题,还要注意路由器是否能够提供增值服务和其他各种服务。另外,在安装、调试、检修、维护或扩展网络的过程中,免不了要给网络中增减设备,也就是说可能会要插拔网络部件。那么路由器能否支持带电插拔,也是路由器产品应该考察的一个重要性能指标。
        总的来说,路由器的主要性能指标有设备吞吐量、端口吞吐量、全双工线速转发能力、背靠背帧数、路由表能力、背板能力、丢包率、时延、时延抖动、虚拟专用网支持能力、内部时钟精度、队列管理机制、端口硬件队列数、分类业务带宽保证、资源预留、区分服务、CIR、冗余、热插拔组件、路由器冗余协议、基于Web的管理、网管类型、带外网管支持、网管粒度、计费能力、分组语音支持方式、协议支持、语音压缩能力、端口密度、信令支持等。
 
       调试
        调试的任务就是根据测试时所发现的错误,找出原因和具体的位置,进行改正。调试主要由程序开发人员来进行,谁开发的程序就由谁来进行调试。常用的调试方法有试探法、回溯法、对分查找法、归纳法和演绎法。
 
       局域网
        局域网(Local Area Network, LAN),是在传输距离较短的前提下,所发展的相关技术的集合,用于将小区域内的各种计算机设备和通信设备互联在一起,组成资源共享的通信网络。在局域网中常见的传输媒介有双绞线、细/粗同轴电缆、微波、射频信号和红外线等。其主要特点如下。
        (1)距离短:0.1km~25km,可以是一个建筑物内、一个校园内或办公室内。
        (2)速度快:4Mbps~1Gbps,从早期的4Mbps、10Mbps及100Mbps发展到现在的1000Mbps(1Gbps),而且还在不断向前发展。
        (3)高可靠性:由于距离很近,传输相当可靠,有极低的误码率。
        (4)成本较低:由于覆盖的地域较小,因此传输媒介、网络设备的价格都相对较便宜,管理也比较简单。
        根据技术的不同,局域网有以太网(Ethernet)、令牌环网络(Token Ring)、Apple Talk网络和ArcNet网络等几种类型。现在,几乎所有的局域网都是基于以太网实现的。当然,随着应用需求的不断提高,也对局域网技术提出了新的挑战,出现了一批像FDDI(Fiber Distributed Data Interface,光纤分布式数据接口)一样的技术。
 
       三层交换
        三层交换又称为多层交换或IP交换,是将传统的交换机与传统的路由器结合起来的网络设备,它既可以完成传统交换机的端口交换功能,又可以完成部分路由器的路由功能。三层交换技术的出现,既解决了局域网中网段划分之后网段中的子网必须依赖路由器进行管理的局面,又解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。简单地说,三层交换技术就是"二层交换,三层转发"。应用广泛的三层交换主要包括3Com公司的Fast IP和Fire、Cisco公司的NetFlow和标记等交换技术。
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