四级网络工程师复习资料全集

四级网络工程师复习资料全集内容摘要：

等。 1. 带宽管理 宽带城域网拥有比过去传统网络更高的带宽。 过去的带宽接入速率大多是 56 kbps、 64 kbps、 128 kbps，而现在宽带接入则多使用 1 Mbps、 10 Mbps、 100 Mbps。 过去在主干网上多使用 155 Mbps或 622 Mbps,而现在多使用 1 Gbps 、 10 Gbps或更高的带宽。 带宽的增加会激发新型业务的出现，而新型业务的应用也会带动对带宽需求的增长，带宽与业 务呈良性的互动和增长。 因此，城域网的建设必须兼顾现有的带宽管理能力与未来的扩充能力。 能不能在宽带城域网中提供无阻塞、高质量的传输能力，已经成为宽带城域网运营商竞争的重要指标之一。 2． 服务质量 QoS 在宽带城域网业务中有很多媒体业务、数据业务和普通的语音业务。 各种业务对网络服务质量的要求是不同的。 网络服务质量表现在延时、抖得、吞吐量和包丢失率等几个方面。 在有限的网络资源下，应该对用户享受服务与使用资源的不同，来划分不同的等级，并按照使用业务等级制定对应的付费标准。 同时，带宽城域网运营商也必须对不同的服务制定不 同的服务质量 QoS 要求。 目前宽带城域网保证服务质量 QoS 要求的技术主要有：资源预留（ RSVP） .区分服务（ DiffServ） 与多协议交换 MPLS。 2. 网络管理 能够提供电信级运营的宽带城域网必须有严格的网络管理能力。 管理宽带城域网又三种方案：带内网络管理、带外网络管理、同时使 用带内和带外网络管理。 所谓“带内”与“带外”网络管理是以传统的电信网络为基准的。 利用传统的电信网络进行网络管理称为“带内”，而利用 IP 网络及协议进行网络管理的则称为“带外”。 带内网络管理是指利用数据通信网（ DCN）或公共交换电话网（ PSTN） 拨号，对网络设备进行数据配置。 带外网络管理是指利用网络管理协议（ SNMP） 建立网络管理系统，实时采集网络数据，产生告警信息，显示网络拓扑，分析各类信息数据，供网络管理人员了解、维护网络设备和系统运行状态。 对汇聚层及其以上设备采取带外管理，而对汇聚层以下采用带内管理。 宽带城域网根据其结构，一般采取设立一个网络管理中心，以保证系统稳定、安全、可靠运行。 3． 用户管理 宽带城域网的用户管理应该包括：用户认证与接入管理、计费管理等。 用户管理可以采用静态配置的 IP 地址或通过 DHCP 自动获得的IP 地址 ，与用户设备的 MAC 地址、基于端口的 VLAN ID 捆绑，用户开机后就自动接入网络，不需要对用户身份进行认证。 这种方法可以用于包月制的用户。 对于利用以太网方式接入的用户，通常根据接入的交换机端口号，来划分 VLAN的方法来解决用户接入的安全问题。 5．多业务接入 宽带城域网的一个特点是允许多业务接入。 接入的用户可以使用低速专线、帧中继、局域网接入、企业 VPN、 IP 电话、视频点播等。 宽带城域网必须能够快速、方便地为用户接入提供服务，并且具有接入新的应用和服务的功能。 良好的统计与计费能力是保证宽带 城域网正常运行的基础。 统计与计费可以在不同的层次上实现，最简单的是利用网络管理协议（ SNMP）的管理信息库（ MIB）来实现。 计费可以是包月方式和计时方式，也可以按流量计费。 统计和计费方式应该支持灵活的市场营销策略。 地址的分配与地址转换 IP 地址资源一直是困扰宽带城域网的难题。 随着宽带城域网的建设，这个问题可能会变得更加严重。 要彻底的解决这个问题，需要过渡到下一代 IPv6网络。 因为宽带接入的用户可以是一直在线，特别是在包月制的情况下，所以在宽带城域网中，除了建设初期用户 IP 地址可以采用公用IP 地址 之外，一般都采用内部专用 IP 地址。 IP 地址资源是非常有限的，随着网络规模的不断扩大与用户数是急剧增长，很快会出现地址耗尽问题。 目前的基本方案是使用公用 IP 地址和内部专用 IP 地址这两类地址与网络地址转换 NAT 技术来解决。 只为宽带城域网的关键设备与特殊用户分配固定的公用 IP地址。 对于如何一个宽带城域网来说，网络安全策略不健全会给网络造成灾难性的后果。 宽带城域网是网络安全问题涉及技术和管理两个层面。 技术方面需要解决物理安全、网络安全和信息安全等三方面的问题。 管理方面涉及安全管理规范的制订、执行与监 督。 宽带城域网在组建过程中一定要按照电信级运营的要求，考虑设备冗余、线路冗余、路由冗余，系统故障的快速诊断与自我恢复。 同时，宽带城域网必须充分考虑网络防攻击问题。 实训任务四：构建宽带城域网的基本技术与方案 用于构建宽带城域网的基本技术与方案主要有三种：基于 SDH 的城域网方案、基于 10GE的城域网方案与基于 ATM的城域网方案。 宽带城域网建设的最大风险是基本技术方案的选择，因为它决定了主要的资金投向和风险。 到底哪种方案比较适合，不同的城市、不同基础与不同的应用领域的运营商会有不同的选择。 一、 基于 SDH技术的城域网 早期的 SONET/SDH是为传统电信业务服务的，它并不适合于传输IP 分组。 随着技术的发展，基于下一代的 SONET/SDH 技术的多业务传输平台（ Multiservice Transport Platform, MSTP） 将取代功能单一的分插复用器（ Adddrop Multiplexer, ADM） 和数字交叉系统（ Digital Crossconnect System， DCS） ，使 IP over SONET/SDH方案更为可行。 同时，在大多数运营商的网络中存在大量的 SONET/SDH网络，仅美国投入运营的就至少有 10万个 SONET环，世界其他地区的总和更多。 电信运营商因经济的因素也不会完全放弃大量既存的、成熟可靠的 SONET/SDH技术。 传统的电信业务涉及固定电话。 移动电话以及数据传输等。 相应的就有用于固定电话通信的电话交换网（ PSTN）、移动电话网以及 ATM网、 SDH网。 它们各自有传统的业务范围和管理机制，使用各自的技术、设备和网络。 数据业务将成为未来电信业务的主体，传统的多层独立的、重叠的业务网结构，已不能满足宽带城域网应用的要求，以SDH为基础的多业务平台成为电信运营商组建宽带 城域网的一个基本的选择。 该方案的出发点是利用技术成熟、已经有多年运营基础是SDH技术。 为了适应数据业务的发展需要， SDH 的发展趋势是支持 IP和 Ether业务的接入，并不断融合 ATM和路由交换功能，构成以SDH为基础的多业务网络平台，这就是所谓的“ one box” 解决方案。 在已有 SDH 网络的基础上集成 IP、 Ether、 ATM 与帧中继业务，SDH的多业务结点负责完成各种协议之间转换。 多业务结点将 ATM 边缘交换机、 IP 边缘路由器、终端复用器 TM、 ATM、 DXC 设备和 WDM 设备结合在一个物理实体中，统 一控制和管理。 二、 基于 10G Ether 技术的宽带城域网 传统的以太网技术并不适合在宽带城域网终中使用。 在宽带城域网中占有统治地位的是 SONET/SDH技术，它是为了传输 TDM 语音业务而设计的。 为了传送 IP 分组的数据，先后开发了多种 IP over SDH的技术与协议，但相对来说都存在着带宽利用率不高、管理困难等问题。 如果说宽带城域网选择网络方案的三大驱动因素是成本、可扩展性和易用性的话，那么选择 10G Ether 技术作为构建宽带城域网的主要技术是比较恰当的。 因为以太网技术成熟，造价低廉，目前世界 上已经拥有上亿的用户。 以太网具有良好的可扩展性，能够容易地实现从 10 Mbps 到 10 Gbps 的平滑升级，并且能够覆盖从几十米到100 km 的范围。 目前流行的操作系统和应用程序都能够在以太网环境中运行。 回顾以太网技术的发展过程，在以太网技术从 10 Mbps到100 Mbps 的发展过程中，它的物理过程始终是以双绞线为主、光纤为辅，结构以共享介质结构半双工方式为主；从 1 Gbps 到 10 Gbps到将来的 100 Gbps，它在物理层只定义了光纤接口标准，支持全双工和点 点连接方式。 显然 10GE 技术的发展，是 为了适应宽带城域网和宽带广域网发展的需要而设计的。 从构造电信级的宽带局域网的角度来看，以太网技术还存在很多的不足。 例如，以太网不能提供端到端的包延时和包丢失率的控制，不支持优先级服务，不能保证 QoS；不能分离网管信息和用户信息；不具备对用户的认证能力，按时间和流量计费困难。 其实这是非常容易理解的，因为初期设计以太网时，只是考虑它如何在局域网环境中工作。 从 2020 年下半年以来，一些电信设备公司提出了光以太网的概念。 光以太网的出现能够很好的解决上述问题。 这种解决方案的核心是：利用光纤的巨大带宽资源，以及成熟 和广泛应用的以太网技术，为运营商建造新一代的宽带城域网提供技术支持。 光以太网的出现从根本上改变了宽带城域网的规划、建设、管理思想。 用于宽带城域网的光以太网可以有多种实现形式，其中最为重要的有两种：基于 10GE的技术和弹性分组环技术。 可运营光以太网的设备和线路必须符合电信网络 %的高运行可靠性。 它要克服传统以太网的不足，具备以下特征： 1) 能够根据终端用户的实际应用需求分配带宽，保证带宽资源充分、合理的应用。 2) 具有认证和授权功能，用户访问网络资源必须经过认证和授权，确保用户和网络资源的安全及合法使用； 3) 提供计费功能，能及时获得用户的上网时间记录和流量记录，支持按上网时间，用户流量，或包月计费方式，支持实时计费； 4) 支持 VPN和防火墙，可以有效的保证网络安全； 5) 支持 MPLS，具有一定的服务质量保证，提供分等级的 QoS 网络服务； 6) 能够方便、快速、灵活地使用用户和业务的扩展。 因此，研究可运营的光以太网已经不是单一技术的研究，而是要提出一个解决方案。 由于光以太网是以太网与 DWDM 技术相结合的产物，因此它在宽带城域网的运营中具有明显的优势。 10 Gbps 光以太网的技术优势主要表现在以下几个方面： 1) 以太网与 DMDW 技术都十分成熟，并且已经广泛使用。 经过估算，组建一个同样规模的宽带城域网，光以太网的造价是SONET的 1/5，是 ATM 的 1/10。 2) IEEE已经对速率从 10 Mbps、 100 Mbps、 1 Gbps 到 10 Gbps的以太网技术标准化了， 100 Gbps的以太网技术标准正在研究之中。 它能够覆盖宽带城域网的核心层、汇聚层到接入层的各种需求，因此以太网技术在宽带城域网中提供端 端的多种方案中具有潜在的优势。 3) 如果一个宽带城域网的各个层次能够使用同一种技术，那么这种网络在设计、组建、运营、管理和人员培训都很方 便、有效。 美国 Infoics研究公司在 2020年底发布的市场分析报告指出：全球城域网产品中发展势头最好的是运营级的以太网交换机和路由器。 2020 年全球城域网以太网交换机和路由器产品的销售额达 21亿美元，预测 2020 年可以达到 46 亿美元； 2020 年城域网以太网端口数量将在 2020年的基数上增长 7倍。 三、 基于弹性分组环 RPR技术的城域网 弹性分组环（ Resilient Packet Ring, RPR）是一种直接在光纤上高效传输 IP 分组的传输技术，它的工作基础是 Cisco公司提出的动态分组传送（ Dynamic Packet Transport, DPT）技术。 研究弹性分组环 RPR 标准的 IEEE 2020 年 1月成立，目标是致力于研究为 IP 和其他分组交换网络提供高速、可生存的环形网络技术。 2020年 1月 工作组提出了第一个标准草案， 2020 年制定了 弹 性 分 组 环 RPR 标准（。 Cisco、Nortel、 Luminous、 Fujitsu、 Sun 等大公司联合成立了 RPR 联盟，以“促进 RPR 技 术的标准化，并将其作为一种关键技术在各种计算、数据和电信设施中推广应用。 ” 环形结构是目前城域网的主要拓扑构型。 在典型的核心交换层有3~10 个结点的城域网中，使用环形结构可以简化光纤的配置，并解决网络保护机制与带宽共享问题。 与多个点 点结构相比，环形结构将使接入点 /汇聚点（ Point of Presence, POP） 具有更好的扩展性。 与网状结构相比，环形结构将更容易提供点到多点的业务。 弹性分组环 RPR 采用双环结构，这一点与 FDDI 结构相同。 在 RPR环中，两个 RPR 结点之间的裸光纤的最大长度可以达到 100 km。 RPR将沿顺时针传输的光纤叫做外环，将沿逆时针传输的光纤叫做内环。 弹性分组环 RPR的内环和外环都可以用统计复用的方法传输 IP分组，同时可以实现“自愈环”的功能。 RPR 的内环和外环都可以传输数据分组与控制分组。 每一个结点都可以使用两个方向的光纤与相邻结点通信。 这样做的目的除了高效地利用光纤带宽之外，还有一个目的是加速控制分组传输，提高环的可靠性，实行“环自愈”功能，保证城域网的系统可靠性与服务质量。 RPR 技术主要具有以下几个特点： 传统的 SDH 网络中，有 50%的环带宽是冗余的； RPR 采用双环结构传输数据分组和控制分组。 传统的 FDDI 环网中，当源结点向目的结点成功地发送一个数据帧之后，。