三级网络技术第一章网络系统结构与设计的基本原则听课笔记
课程导入本章讲的是网络系统结构与设计的基本原则。
作为网络工程设计师,需要能独立设计出一个网络的系统结构,构建网络的基本框架、设计网络的部署方案,都要遵循一些基本原则,这就是第一章的内容。
第一章基本是对概念性知识点的梳理,刚开始学可能觉得枯燥,但后面还会涉及进制转换等计算类的内容。考试出题情况
第一章一般出四道选择题。三级网络技术选择题一共40题,一分一题,所以第一章占4分。知识点多为理论型,需要多记多背。
第一章常考的四个知识点
1. 宽带城域网的结构。只需掌握一个内容:三个平台和一个出口。三个平台中有一个是网络平台,网络平台里有三层结构,这三层结构各自的不同功能是掌握重点。
2. 管理和运营宽带城域网的关键技术。这些技术是从网络运营商角度出发的,现在的网络运营商主要是三大巨头:电信、移动和联通。
3. 构建宽带城域网的基本技术与方案。主要介绍两种技术:一个是10G 以太网技术(10吉比特每秒的以太网,即万兆以太网),另一个是基于RPR 的弹性分组环技术。
4. 网络接入技术与方法。设备连接入网用到的技术分为有线和无线,有线中由于传输介质不同又分为各种不同的接入技术,无线技术现在应用也非常广泛。(本讲未展开,后续课程详细介绍)
考点一宽带城域网的结构
先普及一个概念:计算机网络的分类
在三级网络技术这个科目当中,按照计算机网络覆盖地理范围的大小进行分类,分成三个类型:广域网、城域网、局域网。
这三种网络类型的覆盖范围依次减小,最大的是广域网,最小的是局域网。
广域网:覆盖范围一般是几十千米到几千千米,一般横跨国家和洲。
城域网:顾名思义,覆盖一个城市的范围。
城域网当中包含了很多个局域网。
局域网:覆盖范围更小,比如一个公司、一个校园这种有限范围内的网络。
在三级网络技术当中,广域网涉及的内容非常少,主要是城域网和局域网;
后期的知识点以及考试考察主要以局域网这个范围为主。
第一章重点掌握的是城域网的相关概念,即宽带城域网,也就是整个城市的宽带连接入网。
宽带城域网的逻辑结构:三个平台和一个出口。
一个完整的宽带城域网主要包括三个平台和一个出口,这句话要记下来。
三个平台分别是:网络平台、业务平台、管理平台。
一个出口指的是:城市带宽出口。
考试经常以挖空的形式出选择题,比如给出三个平台,问一个出口是什么,一定要知道是城市带宽出口。
网络平台(三层结构)
网络平台分为三个层:核心层、汇聚层、接入层。
这三个层各自的功能一定要掌握,这是考试重点。
核心层是最高层,主要任务之一是负责整个城市的带宽出口。
它的左侧连接城市带宽出口,这个出口的作用是将用户数据接入到互联网络当中,通过互联网进行路由转发,为用户提供网络服务。
总的来看,我们所有的网络都是由国家主干网提供的。
国家主干网通过城市带宽出口,将网络从核心层到汇聚层,一直到接入层,然后提供给普通用户。
接入层是最底层,接入的是终端设备,也就是我们的用户。
汇聚层的主要功能是承担路由和流量的汇聚,汇聚的是由接入层上传上来的流量。
接收到这些流量之后,会进行本地的路由过滤和流量均衡,然后将处理的结果再发送到核心交换层。
核心交换层的功能是将多个汇聚层连接起来,为整个城域网提供一个非常安全、高速的数据传输环境。
三层之间流量是逐级向上汇聚的:接入层的流量汇聚到汇聚层,汇聚层将处理完的用户流量再向上转发到核心交换层,由核心交换层通过城市带宽出口与国家主干网连接,为汇聚层的网络提供高速转发的环境。
路由汇聚是逐层向上的,这里要注意。
业务平台
业务指的就是网络运营商可以提供给用户的一些服务,比如电话、视频电话、连接上网、游戏服务等,这是业务平台所包含的内容。
管理平台
管理平台针对业务平台和网络平台起管理功能,所以它有两个系统:一个是业务管理系统,一个是网络管理系统,分别管理这两个平台。
城市带宽出口
城市带宽出口与核心层相连,通过该出口连接国家主干网,从而实现用户可以使用网络的功能。网络平台三层的具体功能(考试重点,逐个梳理)
核心层(也叫核心交换层)
功能一:实现数据的高速交换。
核心交换层是将多个汇聚层连接起来。
三个层次的上下关系要清楚:核心层下面是汇聚层,再下面是接入层。
核心层连接的是它的下一层即汇聚层,考试中极有可能把汇聚层改成接入层,那样说法就是错误的。
连接完成后,给汇聚层的网络提供高速转发,并且给整个城域网提供一个高速、安全、具有QoS 保障能力的数据传输环境。
QoS 就是服务质量(Quality of Service),作为用户肯定希望服务质量越高越好。
功能二:实现与主干网络的互联。
通过的是城市带宽出口这个接口。
功能三:提供宽带城域网的用户访问Internet 所需要的路由服务。
起路由功能的设备主要是路由器,路由器也是后期学习的重点。
什么是路由服务:路由器里面有一张路由表,表中存储了到达某个目的网络所需要经过的路径,通过这个表可以选择一条最佳路径,将用户的数据通过路由器转发。
比如设备A 把数据发给设备B:数据通过路由器转发到Internet 当中,因为所有用户都是和Internet 相连的,一个用户发送数据之后,需要经过Internet 的路由服务,再从Internet 经过路由转发到达接收方。
由此可见核心交换层的功能非常重要。
补充一点:核心交换层可以根据汇聚层的用户流量进行本地的路由(因为它的下一层是汇聚层),接收到流量之后会进行过滤和流量均衡,这是核心交换层的基本功能。
汇聚层汇聚层汇聚的是它的下一层即接入层的用户流量,主要功能是承担路由和流量的汇聚,流量全部由接入层给它。
接收到数据流量之后,会进行本地路由(本地路由就是本地的转发,如果两个用户都是本地的计算机,直接进行路由就可以了)、过滤和流量均衡,以及QoS 优先级的管理(QoS 依然是服务质量,这里分优先级,优先级越高处理越优先)。
在汇聚层当中还会对安全进行控制,以及IP 地址的转换、流量整形等处理。
重点掌握的是前半部分:本地路由过滤、流量均衡以及QoS 优先级管理,这是考试重点。
对接入层的用户流量处理完成之后,会根据处理的结果将用户的流量再次向上转发到核心交换层,由上一级再次进行处理;
或者进行本地路由的处理。
本地路由指的是同一个网络当中的两台计算机直接进行数据交换。
接入层
接入层的基本功能很简单,解决的是最后一公里的问题。
最后一公里就是指连接到我们的终端用户。
主要功能是用户接入和本地流量的控制。
不管是有线接入还是无线接入,最终连接了用户。
由于接入技术不同,覆盖范围也不一样,在覆盖范围之内,接入层会给用户提供访问Internet 以及其他信息服务。
重点记:解决最后一公里的问题,连接用户。
三层结构特点小结上层需要负责下层的数据汇聚:接入层的数据发送到汇聚层,由汇聚层处理;
汇聚层的数据再发送到核心层,由核心层处理。
核心层:提供城市带宽出口(连接国家主干网),以及QoS 服务质量的保障能力。
汇聚层:本地路由。
接入层:接入服务的用户。
考点一例题
例1:设计一个宽带城域网将涉及三个平台和一个出口,这三个平台分别是网络平台、业务平台和什么?
一个出口是什么?
分析:三个平台是网络平台、业务平台、管理平台;
一个出口是城市带宽出口。
这是概念型知识点,必须自己记。
本题选C。
例2:关于宽带城域网核心交换层的特点描述中,正确的是?
A 将多个接入层连接起来。
错误,前面讲解时提醒过,连接的一定是它的相邻下一层,也就是汇聚层。
B 根据接入层的用户流量进行本地的路由过滤和流量均衡。
错误,它根据的依然是它的下一层,即汇聚层。
C 提供城市的宽带IP 数据出口。
正确,核心交换层连接的是国家主干网。
D 解决最后一公里问题。
错误,解决最后一公里问题的是接入层。
本题选C。
例3:下列关于宽带城域网汇聚层基本功能的描述中,错误的是?
遇到这种题一定要看清考察的是哪一层的功能。
A 提供用户访问Internet 所需要的路由服务。
错误,和国家主干网提供的网络相连的是核心层,提供访问Internet 所需路由服务是核心层具备的功能。
汇聚层听名字
就是起汇聚的作用,汇聚接入层的用户流量,处理之后再向上转发,没有用户访问Internet 所需要的路由服务。
B 根据处理结果把用户流量转发到核心交换层。
正确。
C 汇聚接入层的用户流量,进行数据的转发和交换。
正确,它起到的就是承上启下的作用。
D 根据接入层的用户流量进行流量均衡、安全控制这样的处理。
正确。
本题选A。
考点一易错提醒
一定要区分开每一层各自不同的功能:核心层主要承担高速数据交换的功能;汇聚层主要是路由和流量汇聚;接入层是用户的接入和本地流量的控制。
考点二 管理和运营宽带城域网的关键技术
管理和运营一个宽带城域网使用的技术非常多,远不止课件上列出的八项。重点掌握标红的四项:QoS 服务质量、网络管理、IP 地址的分配与地址转换、用户管理。其中考试考察最多的是服务质量的内容。
网络管理分成两种:带内网络管理和带外网络管理。
带内网络管理:利用传统的电信网络,比如数据通信网DCN,或者公共交换电话网PSTN 拨号(就是我们早期用的拨号上网服务),通过这些传统的电信网络对网络设备进行数据的配置,叫做带内网络管理。
带外网络管理:利用IP 网络以及协议来进行网络管理。
网络当中利用最多、也最简单的一个网络管理协议叫做SNMP(简单网络管理协议),利用SNMP 来建立网络管理系统。
重点区分带内和带外在进行数据配置时利用的是怎样的方法:带外用的是SNMP,重点记。
结合网络平台的三层架构(核心层、汇聚层、接入层)来区分带内和带外:汇聚层以下(即接入层)采用带内管理,带内管理用到的是传统的电信网络。
汇聚层以上(即汇聚层和核心层这两层的设备)采用带外管理,带外管理用到的是SNMP 简单网络管理协议,由此建立网络管理系统。
网络管理例题:下列关于宽带城域网网络管理的描述中,错误的是?
A 利用传统电信网进行的网络管理称为带内管理。
正确,比如拨号上网这些属于传统电信网,叫带内管理。
B 利用IP 协议进行的网络管理称为带外管理。
正确,利用的就是IP 网络以及相关协议来进行的网络管理。
C 带内管理使用的是SNMP 协议。
错误,SNMP 是简单网络管理协议,是带外管理使用的,带外管理是汇聚层以上(汇聚层和核心层)。
D 汇聚层以下采用的是带内管理。
正确,汇聚层以下就是接入层,用带内管理,即传统的电信网络。
本题选C。
接入网之后有一个业务平台,业务平台中存在很多种业务:多媒体业务(看视频、听音乐)、数据业务(数据的发送传输)、普通的语音服务,这些都是宽带城域网包含的业务类型。
如何衡量这些业务的质量怎么样,用到的就是QoS 服务质量。
类比:给中国移动打完人工客服后,会要求你评价当前客服的服务质量,评价时从态度和业务能力出发,满意就打非常满意,不满意可能给差评。
网络的服务质量则主要表现在以下几个方面:
1. 延时。比如视频时说一句话,这句话要经过很久才能发送到对端,这就是网络服务质量不佳导致的延时。
2. 抖动。比如用微信打视频电话,如果网络服务质量不佳,画面会一直卡顿,卡在某个界面,过一会又恢复,这就是抖动。
延时和抖动这两项,语音和视频对它们要求比较高。
视频时如果出现这些问题,界面一般会提醒你对方通话质量不佳或者你这边的网络质量不佳。
而对发送数据来说影响不大,数据传输隔几秒再发过来影响都不大,但对语音和视频影响比较大。
3. 吞吐量。
数据传输时要经过路由器,数据从路由器的一个端口进入,从另一个端口出来,因为路由器连接的是两个不同的网络,数据跨子网传输时会有一个进入的过程,进入就是吞,出来就是吐。
吞吐量就是路由器可以处理的数据的量,吞吐量越高,服务质量越好。
4. 丢包率。一般出现在业务比较繁忙的时候,此时很多数据包需要同时发送,不可避免地会存在一些数据包丢失的情况。丢失率越高,说明服务质量越不好。
QoS 保证技术(三种,每年必考)除了知道中文意思,也需要知道对应的英文,因为考试往往给出英文形式,让你选择哪一项不是QoS 包含的技术,其中会混杂一个其他的(比如混入一个协议),一定要能区分。
1. 资源预留RSVP(Resource Reservation Protocol)。
举例:现在有一个网络,实际带宽是500兆,用户正常通信时拿出400兆使用,这400兆已经满足普通
用户的需求,还剩100兆,这100兆就是资源预留。
资源预留给谁?
预留给部分具有特定权限的用户。
类比:去球场看球,后面是普通球迷座位,第一排一般是预留的专用座位,比如给球场老板以及领导人,这些属于特权用户。
在后面球迷抢不到座位的情况下,专用座位留给特权用户,保证特权用户的使用,这就是资源预留。
2. 区分服务DiffServ(Differentiated Services)。
指不同的用户可以得到不同的服务级别。
类比:看足球入场时,普通球迷需要拿着票依次排队入场;
特权用户级别比较高,比如球场老板和领导,他们不和普通球迷一样排队,走的是专用通道,这就是区分服务。
3. 多协议标记交换MPLS(Multi-Protocol Label Switching)。指支持多种网络层和数据链路层的协议,采用标记替换方式的一种交换技术。简单了解即可。重点掌握:网络服务质量表现的几个方面,以及主要的QoS 保证技术。
QoS 例题一:下列技术中,不属于宽带城域网QoS 技术保证的是?
分析:这就是刚说过的题型,问不属于,给出的一般是英文而不是汉字,一定要注意区分。
RSVP、DiffServ、MPLS 都是,选项中混入了MTBF,它不属于QoS 技术保证,具体是什么内容不用管,只要知道它不属于服务质量保证的技术就可以。
本题选C。
QoS 例题二:关于宽带城域网的技术中,错误的是?
虽然题干没有给出QoS 这一项关键技术,但选项内容考察的全是跟服务质量有关的概念。
A 业务服务包括多媒体、数据和语音业务。
正确,看视频、听音乐属于多媒体业务,数据传输、发消息属于数据业务,语音就是打电话。
B 网络服务质量表现在延时、抖动、吞吐量和丢包率。
正确,这几项都可以作为衡量服务质量的标准,其中音视频对延时、抖动要求比较高。
C 网络服务质量保障技术有RSVP 资源预留、DiffServ 区分服务、MPLS 多协议标记交换。
正确,这三个英文一定要记住,可以说是考试必考题。
D 网络采用IP 网络的带内管理。
错误,这里穿插了网络管理的概念:只要看到IP网络以及协议这样的字眼,通通都是带外管理;
看到传统电信网这样的字眼,通通都是带内管理。
采用IP 网络的是带外管理。
本题选D。
宽带城域网的用户管理包括:用户认证、接入管理和计费管理。
用户认证就是认证用户的身份;
接入管理就是管理用户计算机接入到网络当中;
计费管理,联网入户都需要交网费,每个用户使用的网费由计费管理来统计。
用户管理能够给用户提供带宽的保证,比如办理了一百兆的宽带,就需要给用户提供相应的一百兆带宽服务;
还有就是实现流量工程。
这块内容比较少,主要记住包含的几个方面,以及它可以提供带宽保证、实现流量工程。
现在用得最多、最普遍的还是IPv4地址。
IPv4地址现在非常短缺,目前是由IPv4向IPv6过渡的过程,IPv6由于造价成本的原因还没有得到广泛的应用,所以出现了IP 地址短缺的问题。
为了解决IP 地址不足这个问题,目前使用最多的方法是NAT 技术。
NAT 技术叫做地址转换技术,主要实现的功能是:帮助内部网络里面不能上网的设备,把它的IP 转换成可以上网的公网IP,通过公网IP 获取互联网当中我们所需要的资源,这样就解决了IP 地址不足的问题。
注意,这里的IP 地址指的是可以上网的地址。
NAT 转换技术也是考试中的一个重点,会在后面的第三章重点介绍。
这里只需了解:解决IP 地址不足问题会用到NAT 转换技术。
考点二综合例题:下列关于宽带城域网的技术描述中,错误的是?
A 宽带城域网保证QoS 的主要技术分别是RSVP 资源预留、DiffServ 区分服务、MPLS 多协议标记交换。
正确。
B 宽带城域网带内网络管理指的是利用网络管理协议SNMP 建立网络管理系统。
错误,带内和带外的区分:只要提到IP 网络还有协议的,通通都是带外管理;
带内可以做思维捆绑,带内指的就是传统的电信网络。
这里用到的是带外。
C 宽带城域网能够给用户提供带宽保证,实现流量工程。
正确,这是用户管理具备的功能。
D 宽带城域网可以利用NAT 技术解决IP 地址资源不足的问题。
正确,NAT 技术就是将不能上网的内网IP 转换成可以上网的公网IP,这样内网的多个用户可以使用同一个可以上网的公网IP 进行网络访问,由此解决IP 地址不足的问题。
本题选B。
考点二总结
内容比较少,主要是区分今天重点介绍的四个关键技术:网络管理、QoS 服务保证、用户管理,以及IP 地址不足问题用到的NAT 技术。
带内和带外的概念:带内是汇聚层以下(其实就是接入层);
带外是汇聚层和核心层。
区分方法:只要看到IP 网络以及协议这样的字眼就是带外;
传统电信网一定是带内。
还需熟练掌握QoS 的三个关键技术:资源预留RSVP、区分服务DiffServ、多协议标记交换MPLS。
考点三 构建宽带城域网的基本技术与方案
本讲开始先回顾上节课:管理和运营宽带城域网的关键技术,重点是四个,QoS 服务保证最为重点;
还有用户管理;
IP 地址分配不足问题用到NAT 转换技术;
网络管理分为带内管理和带外管理,两者要做区分。
本考点重点掌握两个基本技术即可:第一个是基于10G 以太网技术(10G 以太网就是万兆以太网);
第二种是基于RPR 的弹性分组环技术。
这两个技术光看名字完全不知道含义,下面具体来看。
先解释10G 是什么意思,这里的G 其实和带宽的单位有关。
平时用手机上网时有网速提醒,比如现在的网速是多少K 比特每秒、多少兆比特每秒,这些指的都是带宽单位,兆比特每秒的单位比K 比特每秒大。
带宽越大,网速越快。
带宽单位的换算:常见的有比特每秒bps,比它大一点的是Kbps(K 比特每秒),然后是Mbps(M 比特每秒)、Gbps(G 比特每秒)。
每两个单位之间的进率是1024,但为了平时计算方便,计算时都是以1000为单位的,所以1兆比特每秒在计算时等于1000K 比特每秒。
G 代表的是以太网Ethernet,可以理解为它的缩写,以太网是一种局域网的类型。
G 就是千兆,在千兆的基础上再乘以十,就是万兆,所以10G 指的是万兆,后面跟以太网,就是万兆以太网。
光以太网万兆以太网在传输时是以光的方式,因为光速是最快的,用到的传输介质就是光纤。
光以太网是以太网和DWDM 技术相结合的产物,DWDM 指的是波分复用技术。
规定:可运营的光以太网,它的设备和线路必须要符合电信网络五个九即99.999%的高运行可靠性。
理解:比如光纤入户,用到的传输介质就是光纤。
一个家庭想连入光以太网,传输介质和设备必须符合光以太网的传输标准,铺设线路时传输介质必须用光纤,此时用同轴电缆肯定带不动光以太网;
设备也需要是支持光以太网的,传统以太网中用到的一些设备和线路都比较落后了。
光以太网的出现就是为了克服传统以太网的不足而产生的。
合格的光以太网的五个特征
1. 需要根据终端用户的实际应用需求来进行带宽的分配,保证带宽资源充分、合理地应用。
就是根据用户对象的不同分配不同的带宽:普通家庭用户网速达到100兆就可以,科研公司需要的带宽要更高一些,要保证非常高的带宽满足日常需求,这样就保证了带宽资源的合理应用。
2. 具有认证与授权的功能。
用户在访问网络资源的时候必须要经过认证和授权,认证与授权主要是为了保障用户的使用安全。
同时支持VPN 和防火墙,通过这两种方式可以有效地保证网络的安全:防火墙隔开的是外部不安全的网络、非信任区域的网络,内网则是信任区域的网络。
这一条重点是为了保证网络安全。
3. 支持MPLS,即前面提到的服务质量保证当中的多协议标记交换,具有一定的服务质量保证;还提供分等级的QoS 网络服务,就像普通用户和VIP 用户,他们的网络服务肯定是不一样的,这就是分等级的QoS。
4. 提供计费的功能。
计费是网络运营商进行费用的收取,只有花钱入网了,运营商才会提供相应的服务。
费用的计算方式主要有两种:一个是按上网时间计费(一小时多少钱、一个月多少钱),一个是按用户流量计费(用了一百兆收多少钱、一千兆收多少钱)。
5. 能够方便、快捷、灵活地适应用户和业务的扩展。
后期业务可能扩展,搭建光以太网时就要考虑后期发展:现在的光纤一般接入到小区当中,每个小区用户数不一定,后期肯定会有增加。
进行光纤入户时需要考虑后期用户的增加是否需要重新铺设线路,如果一开始就预留好相应的用户数,后期就不需要重新搭建,也就方便了业务的扩展。
光以太网例题一:下列关于光以太网在宽带城域网中应用的描述,错误的是?
A 光以太网设备与线路符合电信网络99.99%的高运行可靠性。
错误,前面说的是五个九即99.999%,一定要记清楚要符合五个九的标准。
B 能根据用户需求动态地分配带宽。
正确,这是第一个基本特征,针对不同用户分配不同的带宽,只要满足用户需求就可以,也节约了资源。
C 具有认证与授权的功能。
正确,主要保证用户使用网络时的安全性问题。
D 提供计费功能。
正确,计费是网络运营商收取用户上网的费用,主要通过时间或流量这两种方式来计算。
本题选A。
光以太网例题二:下列关于光以太网技术特征的描述中,错误的是?
A 能够根据用户的需求分配带宽。
正确。
B 以信元为单位传输数据。
错误,在光以太网当中,传输的基本单位是帧(数据帧),要记住;
信元主要是用于ATM 网络的,ATM 指的是异步传输模式,简单了解即可。
只需要知道光以太网传输的基本单位是帧。
C 具有保护用户和网络资源安全的认证与授权的功能。
正确,认证与授权功能主要保护用户安全以及网络资源的安全。
D 提供分级的QoS 服务。
正确,级别越高服务质量越高。
本题选B。
弹性分组环技术缩写为RPR(Resilient Packet Ring)。在弹性分组环当中直接以光纤进行传输,这一点注意。
双环结构:课件图中有两个环,一个是汇聚环,一个是核心环,后面就是用户接入,其实依然可以看作网络平台的三个层:接入层、汇聚层、核心层。
它采用的是双环结构,里面一层、外面一层。
通过箭头的指向可以知道有顺时针和逆时针方向的区分:里面的称为内环,外面的叫做外环。
外环是顺时针方向,内环
跟它反过来,是逆时针方向。这一点要清楚,因为考试极有可能出现一个选项说内环是顺时针传输的,那个说法就是错误的,一定要注意区分。
RPR 节点与裸光纤长度
传输的介质是光纤,光纤连接不同的节点,环当中的所有节点称为RPR 节点。
两个RPR 节点之间光纤的最大长度可以达到100千米,也就是说A 和B 这两个节点之间最大长度是100千米。
自愈环功能两个环都具备自愈环的功能。
自愈环指两个环一个顺时针运行、一个逆时针运行,如果一个环突然出现故障,另一个环就会接替执行出故障的环所具备的任务。
比如内环出现问题了,外环接替它的工作继续执行任务;
此时内环有一个自愈的过程,自己恢复正常之后,就会从外环那里接回自己应当承担的任务。
传输内容在两个环里面都可以传输数据分组和控制分组,并且可以使用统计时分多路复用的方法来传输IP 分组。
统计时分多路复用可以简单记一下。
RPR 的四个特点(考试会考察)
特点一:公平性好。
RPR 环中每个节点都会执行一个算法,叫做SRP 公平算法。
通过这个算法可以使节点之间获得平等的带宽,防止个别节点因为流量过大而造成环拥塞。
比如两个数据帧要进行数据传送,且具备相同的优先级,在这个条件下,RPR 技术会向这两个数据帧提供相同的环通道访问能力,也就是说它们获得的带宽都是平等的。
节点执行的是SRP 公平算法,同时RPR 环还支持加权公平法则和入口、出口峰值速率的限制。
设置这些规则都是为了避免由于流量过大造成环拥塞、导致整个环不可用。
通过这些限制,也能够保证根据用户购买的带宽来提供相应的服务:买一百兆的带宽就提供一百兆的服务,买一千兆的带宽就提供一千兆的服务,这些都可以由RPR 环来进行设置。
特点二:带宽利用率高。
RPR 环使用双环结构来传输数据分组和控制分组,好处是可以高效地利用光纤的带宽,加速控制分组传输,提高环的可靠性。
和传统的环形网络相比,RPR 具备很多优点。
传统的环形网络比如SDH 网络和传统的FDDI 环网,都是环形结构,但SDH 网络当中几乎有百分之五十的环都是冗余的,也就是只有百分之五十的效率;
传统的FDDI 环也是冗余量比较多。
RPR 利用双环结构都可以传输数据分组和控制分组,还会限制数据帧只在源节点和目的节点之间的光纤上进行传输。
比如利用外环传输,如果外环有故障,就通过内环逆时针传输。
当源节点成功发送一个数据帧之后,要把这个数据帧收回,从哪收回?
从目的节点收回,这比较方便。
而传统的FDDI 环网,源节点发送数据给目的节点时,必须由源节点发送、再由源节点收回,也就是需要占用带宽将数据重新发回源节点再进行收回,这就浪费了带宽。
相比较而言,RPR 的带宽利用率更高,因为它直接从目的节点就回收了数据帧,不需要再占用下游的环带宽,由此提高了环带宽的利用率。
特点三:保证服务质量。
RPR 环对于不同的业务数据会分配不同的优先级,由此保证了高优先级信息传输的可靠性,保证了网络的服务质量。
特点四:快速保护和恢复能力比较强大。
利用前面提到的自愈环功能,在50毫秒的时间内可以隔离出出现故障的节点和光纤段,并且可以在没有专用带宽的前提下提供SDH 级的快速保护和恢复。
SDH 级的快速保护和恢复不需要理解是什么,只需要知道:当RPR 环当中一个节点或一个光纤段出现故障,立马会利用自愈环的功能在50毫秒之内把它隔离出来;
隔离之后利用SDH 级的快速保护和恢复技术将它修复。
修复期间,故障的那一段环不能用了,就可以利用双环的优点:如果外环出现故障,使用内环继续执行任务;
外环修复好之后,任务再交还给外环继续执行。
这就是比较强大的自愈环功能。
RPR 例题一:关于RPR 技术的描述中,正确的是?A RPR 的内环和外环都可以传输数据分组和控制分组。正确,这是基本概念。
B RPR 将沿顺时针方向传输的光纤环叫做内环。
错误,内环是逆时针传输的,外环是顺时针,一定要做区分。
C RPR 当中每个节点都执行DPT 公平算法。
错误,每个节点执行的是SRP 公平算法。
DPT 是传输时使用的一个技术,叫做动态分组传送,是由思科公司提出的,主要用于传输;
而每个节点为了确保公平性执行的算法叫做SRP,这里一定要区分开。
D RPR 环能够在100毫秒内实现自愈。
错误,100毫秒太久了,是50毫秒,只需要50毫秒就可以。
本题选A。
RPR 例题二:下列关于RPR 技术的描述中,正确的是?
A RPR 环能够在30毫秒内隔离出出现故障的节点和光纤段。
错误,30毫秒这个时间又比较短了,是50毫秒,一定要记清楚。
B RPR 当中每个节点执行的都是DPT 公平算法。
错误,是SRP。
DPT 是传输时用到的技术,即动态分组传送。
C 两个RPR 环之间的裸光纤最大长度是30公里。
错误,最大长度可以达到100公里。
D RPR 的内环和外环都可以传输数据分组和控制分组。
正确,基本概念。
本题选D。
考点三总结
考试中对于10G 以太网和RPR,考察更多的可能是RPR,需要重点掌握。
1. 熟练掌握可运营的光以太网的特征:可运营的必须达到五个九的标准,即
99.999%,相关概念需要记忆。
2. 弹性分组环RPR 技术是考试中可以说是必考的知识点,一定要掌握:它是双环结构;
内环和外环的传输方向要知道,外环顺时针、内环逆时针;
有自愈环的功能,自愈时间是50毫秒;
两个节点之间的裸光纤最大长度可达100千米;
每个节点为了公平性执行的算法叫做SRP 算法,要和DPT 做区分:DPT 是用于传输的动态分组传送技术,并不用于支持公平性,公平性用的是SRP,这个算法作用于每个节点。
