网络规划师-第 7 章 广域网和接入网

第 7 章：广域网和接入网试题1(2016年下半年试题12)点对点协议PPP中NCP的功能是( )。

（12）A．建立链路B．封装多种协议C．把分组转变成信元D．建立连接试题分析PPP协议一般包括三个协商阶段：LCP（链路控制协议）阶段，认证阶段，NCP（网络层控制协议）阶段。

拨号后，用户计算机和接入服务器在LCP阶段协商底层链路参数，然后在认证阶段进行用户计算机将用户名和密码发送给接入服务器认证，接入服务器可以进行本地认证，可以通过RADIUS协议将用户名和密码发送给AAA 服务器进行认证。

认证通过后，在NCP协商阶段，接入服务器给用户计算机分配网络层参数如IP地址等。

试题答案（12）B试题2(2016年下半年试题18)拨号连接封装类型的开放标准是( )。

（18）A．SLIP B．CHAP C．.PPP D． HDLC试题分析PPP协议是一种点到点的链路层协议，它提供了点到点的一种封装、传递数据的一种标准方法。

试题答案（18）C试题3(2015年下半年试题2)阅读以下说明，回答问题l至问题4，将解答填入答题纸对应的解答栏内。

【说明】传统业务结构下，由于多种技术之间的孤立性，使得数据中心服务器总是提供多个对外I/O接口。

在云计算模式发展的推动下，数据中心正在从过去的存储处理中心演变成为应用中心，并逐步向服务中心和运营中心转变。

而对客户来说，由于技术、经验、资金等限制，在转变过程中会遇到各种挑战，例如：虚拟化带来的技术复杂性，规模扩大带来的运维压力，系统和数据迁移的困难以及数据中心的高能耗等。

传统业务结构存储下的数据中心网络扑结构图如图2-1所示。

【问题1】 (9分)(1)如图2-1所示，数据中心有多个网络，一个是前端用户通信网络，一个是后端做数据更新或者做集群计算的通讯网络，还有后台光纤存储网络。

针对这三种网络分别举出一个例子。

( 2)如上所述，除以上三种网络外有的数据中心还有专门用于虚拟机迁移的网络，都会在服务器上做集中。

这样一台服务器最多需要几块网卡与之相连？随着TRILL等技术的出现，这个专用网络还需要吗？(3)网络成为数据中心资源的交换枢纽，当前数据中心纷为IP数据网络、存储网络、服务器集群网络。

随着数据中心规模的逐步增大，简单分析带来的问题。

【问题2】 (4分)FCoE采用增强型以太网作为物理网络传输架构，是专门为低延迟性、高性能、二层数据中心网络所设计的网络协议。

目前国际标准化组织已经开发了针对以太网标准的扩展协议族，即“融合型增强以太网(CEE)”，这些扩展协议族可以进行所有类型的传输。

试简述FCoE技术的优点。

【问题3】（6分）为了实现统二管理、简化运维，采用基于FCoE技术的数据中心统一I/O能够实现用少数的CNA(Converged Network adapter)代替数量较多的NIC．HB （2）A.HCA，所有的流量通过CNA万兆以太网传输。

按照18台服务器（单网卡）为例，使用FCoE后每台服务器只需要一块专用适配器（网卡），一套布线（以太网）系统，统一管理维护简单。

表2-1为使用FcoE前1 8台服务器需要的网卡、交换机、电缆以及上联端口的数量；请核算出使用FCoE后的相应部件数量，填充表2-2。

【问题4】（6分）(1)随着数据中心的发展，数据中心的能耗已经成为一个严峻的问题，PU已经成为国际上比较通行的数据中心电力使用效率的衡量指标。

请问PUE是什么，它的基准是多少，其越接近多少表示一个数据中心的绿色化程度越高？(2)在现代机房的机柜布局中，人们为了美观和便于观察会将所有的机柜朝同一个方向摆放。

如果按照这种摆放方式，机柜盲板有效阻挡冷热空气的效果将大打折扣。

正确的摆放方式是什么？请简述其原因。

(3)水冷空调系统是目前新一代大型数据中心制冷的首选方案，采用水冷空调在部分地区可以采取免费冷却技术以节能。

免费冷却技术是什么？试题分析【问题1】 (9分)1，前端用户通信网络-以太网网络；后台光纤存储网络：FC光纤网络；后端做数据更新或者做集群计算的通讯网络：高性能计算Infiniband网络（服务器集群网络）。

InfiniBand技术将会被应用于服务器与服务器（比如复制，分布式工作等），服务器和存储设备（比如SAN和直接存储附件）以及服务器和网络之间（比如LAN，WANs和the Internet）的通信。

设计InfiniBand的目的主要是用于企业数据中心，大型的或小型的。

目标主要是实现高的可靠性、可用性、可扩展性和高的性能。

InfiniBand可以在相对短的距离内提供高带宽、低延迟的传输，而且在单个或多个互联网络中支持冗余的I/O通道，因此能保持数据中心在局部故障时仍能运转。

2，题目问的是最多需要几块网卡，为提高网络的可靠性，服务器连接前端、存储、集群计算、虚拟机迁移都采用双网卡的方式，因此一台服务器最多需要八块网卡。

随着TRILL等技术的出现，这个专用网络不需要：网络设备虚拟化构建的大二层网络不需要像传统的二层网络采用STP来破环，但是各网络设备厂商采用的网络设备虚拟化技术都是私有技术，相互之间不兼容。

而TRILL是IETF推出的技术，各厂商都认同，该技术核心思想与三层网络数据转发原理一样，到一个目的地有多条路径会通过计算选择到目的地最优的路径，在二层网络中不需要采用生成树破环，因此现有的专用网络在TRILL中根本就不需要。

目前构建大二层数据中心还有IT厂商提出来的VXLAN（VMWARE）与微软提出来的NVGRE技术，微软及其它IT厂商提出该技术解决大二层网络技术中虚拟机的迁移不再依赖网络设备厂商的技术。

但是该技术实现起来比较复杂。

目前还有一种技术可以实现构建跨大二层网络的数据，也就是用在大二层网络数据中心之间的技术EVLAN，采用MP-BGP来实现MAC地址信息的交互。

3，（1）每个服务器要多个专用适配器（网卡），要不同的布线系统；（2）机房要支持更多设备：空间、耗电、制冷；（3）多套网络无法统一管理，不同的维护人员；（4）部署/配置/管理/运维困难。

【问题2】 (4分)FCOE技术实现来用以太网帧来承载FC帧，当帧到达目的地时再拆封装，将FC 帧交给SAN网络来处理，实现了以太网与存储网络的融合（光纤存储和以太网共享同一个端口）。

该技术需要服务器用专门的CAN网卡来处理以太网帧与FC帧，同时也需要专业来处理FCOE帧的FCF交换机。

1、每个服务器只需要一个专用适配器（网卡），一套布线（以太网）系统（以前需要多个网卡，多套布线（以太网和光纤）系统）。

2、机房不再要支持更多设备：空间、耗电、制冷，更加节能绿色。

只有一套网络，统一管理维护简单（原来是多套网络无法统一管理，不同的维护人员维护困难）3、部署/配置/管理/运维简单。

4、网卡、交换机、光纤需要的数量减半，投资减少50%，能耗及维护费用极大降低。

【问题3】（6分）一个CNA的适配卡可以同时传输以太网和FC帧，因此一台服务器不再需要专门用来传输以太网数据的适配卡与专门用来传输FC帧的HBA适配卡，所以表（1），（5）填0，合计18块网卡。

FCOE网络中的交换机也能同时支持处理以太网帧与FC帧。

因此不需要专门处理以太网帧的交换机与专业处理FC帧的交换机，交换机合计为2。

融合型增强以太网(CEE)电缆36根。

一个CAN网卡有两个接口，采用双上行的方式连接两个CEE网络的交换机。

18块卡，36个接口，因此CEE网络需要36根电缆。

同样不需要电缆再接以太网和存储网络。

上联端口：FCOE的技术改造只是针对接入层网络，上行还是和原来一样，原来网络是怎么连还是怎么连，CEE已有2个上连端口连以太网，那么还是需要四个端口来连存储网络的FC交换机。

【问题4】（6分）1，现在啥行业都讲究绿色环保，网络也不例外。

所谓的PUE值是数据中心总设备能耗/IT设备能耗，基准值是2，该值越接近1表明能效水平越好。

2，即‘面对面，背靠背’设计。

这样设计可更有效提高冷却效率，让冷空气与热空气走不同的通道，不让冷热风混在一起，提高制冷效果。

3，让外面的冷空气进入数据中心，不需要像空调一样还需要制冷环节，让冷空气经过数据中心带走热量，并将热量送到出风口。

试题答案（2）【问题1】 (9分)（1）主要包含以下三种网络1、以太网：前端的用户通信网络2、FC光纤网络：后台存储网络光纤的通道3、高性能计算Infiniband网络（服务器集群网络）：后端做数据更新或者做集群计算的通讯网络（2）、最多需要8块网卡与之相连。

如使用trill（多链接透明互联）后，该网络无需存在。

（实际服务器需与4个网络相连，每个网络需要两块网卡，故需要8块）（3）、随着数据中心的不断扩大，将带来以下困难1、每个服务器要多个专用适配器（网卡），要不同的布线系统2、机房要支持更多设备：空间、耗电、制冷3、多套网络无法统一管理，不同的维护人员4、部署/配置/管理/运维困难【问题2】 (4分)FCoE技术有以下的一些优点：光纤存储和以太网共享同一个端口;更少的线缆和适配器;软件配置I/O;与现有的SAN环境可以互操作。

基于FCoE技术的数据中心统一I/O能够实现用少数的CNA(Converged Network adapter)代替数量较多的NIC、HBA、HCA，所有的流量通过CNA万兆以太网传输。

FCoE：FC帧直接映射到以太网上进行承载。

FC数据流和其它数据流共享以太网链路，FCOE 保留原FC网络中 N_Port、F_Port、E_Port 的结构，FCOE 保留原FC的管理模式，保护原有投资。

兼容原有网络：原有FC存储网络（FC交换机）可连接到数据中心以太网交换机上。

下一代网络：FCoE磁盘阵列可直接连接到数据中心交换机上。

使用FcoE的好处：每个服务器只需要一个专用适配器（网卡），一套布线（以太网）系统（以前需要多个网卡，多套布线（以太网和光纤）系统）。

机房不再要支持更多设备：空间、耗电、制冷，更加节能绿色。

只有一套网络，统一管理维护简单（原来是多套网络无法统一管理，不同的维护人员维护困难）部署/配置/管理/运维简单。

网卡、交换机、光纤需要的数量减半，投资减少50%，能耗及维护费用极大降低。

【问题3】 (6分)(1) 0(2) 0(3) 0(4) 0(5) 0(6) 0(7) 0(8) 4(9) 18(10) 2(11) 36(12) 6【问题4】 (6分)（1）PUE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.PUE = 数据中心总设备能耗/IT设备能耗，PUE是一个比值，基准值是2，越接近1表明能效水平越好（2）可以采用冷热通道区分设计，即‘面对面，背靠背’设计。

这样设计可更有效提高冷却效率.数据中心热通道冷通道设计是交叉行排列服务器机架，让冷空气的进口朝一边，热空气的出口朝另一边。