【25软考网工】第十章 （3）网络冗余设计、广域网接入技术

一、网络冗余设计

1. 通信线路冗余设计

常见的设计目标：备用路径和负载分担

一般情况下，备用路径仅在主路径失效时投入使用

1）备用路径

• 工作模式：仅在主路径失效时投入使用，正常情况下处于闲置状态（如ATM机有线线路为主路径，4G/5G为备份线路）
• 带宽特性：通常备用路径带宽低于主路径（如主路径500M，备用路径100M），呈现非对称特征
• 设计要素：
  • 备用路径的带宽：需根据业务需求合理配置备用带宽
  • 切换时间：需明确故障切换时间标准（分钟级或秒级）
  • 非对称
  • 自动切换：应实现自动切换机制，减少人工干预
  • 测试：需建立定期测试演练制度（如医院备份数据中心演练）

2）负载分担

• 核心思想：通过并行链路同时传输流量提升性能，是对备用路径模式的扩展
• 实现方式：利用多网络接口/路径并行传输（区别于主备模式的单路径工作）
• 与备用路径区别：备用路径是"冷备份"，负载分担是"热工作"模式

设计要素：

• 适用条件：当网络存在备用路径/链路时可考虑实施
• 实现形式：
  • 负载均衡：主备路径带宽相同时的特例（流量50%-50%分配）
  • 策略路由：主备路径带宽不等时，按比例分配流量（如10:1）
• 路由协议支持：
  • 通用路由算法可实现等带宽路径的负载均衡
  • IGRP/EIGRP等协议支持按带宽比例分配流量

2. 应用案例

1）例题:网络冗余设计叙述判断(网工2019.11)

• 选项B错误原因：备用路径正常情况下不承担流量，仅主路径故障时启用
• 概念辨析：负载均衡是负载分担的特例（需主备路径带宽相同）
• 典型错误：混淆"负载分担"与"负载均衡"的包含关系
• 答案：B

2）例题:网络冗余设计说法判断(网工2023.11)

• 选项D正确依据：网络虚拟化技术（如设备堆叠/集群）可实现冗余
• 常见误区：
  • VRRP单独使用仅支持主备模式，需配合MSTP实现负载分担
  • 备用路径本身不提升性能，仅保障可用性
• 最佳实践：主备切换应实现自动化，避免依赖人工操作
• 答案：D

4.知识小结

二、广域网接入技术

1. PSTN

• 速率与特点: 最早依赖电话网络实现广域网接入，接入速率为56kb/s，现已被淘汰
• 考试重点: 标红内容易考选择题，需重点记忆其技术特点和速率参数

2. ISDN

• 接口类型:
  • BRI接口:2B+D=144kb/s，主要用于个人用户接入
  • PRI接口:30B+D=2.048Mb/s，主要用于企业办公接入
• 信道组成:
  • B信道为数据信道（BRI含2个，PRI含30个）
  • D信道为控制信道（各1个）
• 历史背景: 早期互联网采用此技术，速率较低

3. 线缆调制解调器接入

• 网络架构:
  • 主干采用光纤传输
  • 末端通过同轴电缆接入用户（原闭路电视线缆）
• 技术特点:
  • 属于HFC（Hybrid Fiber-Coaxial）网络
  • 已被现代技术淘汰，但考试仍可能涉及

4. 数字用户线路远程接入xDSL

ADSL（Asymmetric Digital Subscriber Line）是一种基于电话线的宽带接入技术，属于xDSL系列。其核心特点是上下行带宽非对称，即下载速率远高于上传速率，适合普通家庭用户的上网需求。

ADSL特点:

• • 非对称传输: 下行1.544∼9Mb/s，上行16∼640kb/s
  • 语音信道: 固定64kb/s用于电话业务
  • 双工信道: 支持双向通信16∼640kb/s
• 考试技巧:
  • 选择题问下行带宽时选最接近9M的选项（如8M）
  • 需区分上下行速率差异

5. 接入和终结设备

• ADSL网络设备:
  • 用户端: ADSL Modem（俗称ADSL猫）
  • 局端: DSLAM（DSL接入复用器）
• HFC网络设备:
  • 用户端: Cable Modem（线缆调制解调器）
  • 局端: CMTS（线缆调制解调器终端系统）
• PON网络设备:
  • 用户端: ONU（光网络单元，俗称光猫）
  • 局端: OLT（光线路终端）
• 认证设备: BRAS（宽带远程接入服务器）负责PPPoE认证

6. 无源光网络PON

• 基本概念:
  • 全称: Passive Optical Network（无源光网络）
  • 拓扑结构: 点到多点（P2MP），通过分光器实现多级分光
• 组成要素:
  • OLT: 局端光线路终端
  • ONU: 用户端光网络单元
  • ODN: 光分配网络（含分光器、光纤配线架等）
• 技术特点:
  • 无源特性: 仅光分配网络ODN部分无需供电
  • 传统PON技术:
    • 下行：广播方式（波长1490nm）
    • 上行：TDMA时分复用（波长1310nm）
• 优势:
  • 组网方便
  • 建网快
  • 节省光缆资源
  • 抗电磁干扰
  • 防雷
  • 综合建网成本低

7. 其他接入技术

• MSTP接入:
  • 基础平台: SDH（时分复用，同步数字体系）
  • 业务支持: 同时实现TDM、ATM、以太网等业务接入
  • 特点: 传统语音网络承载新业务
• VPN技术:
  • 主要采用隧道技术
  • 实现方式: 通过公共网络建立隧道（GRE/IPSec）
• MPLS VPN:
  • 在广域网逻辑隔离网络
  • 解决
    • 解决IP地址不足问题（通过标签标识）
    • 提供QoS保障（QoS ,服务质量Quality of Service）
    • 专用网络需求
• 区分：
  • VLAN 局域网
  • VxLAN数据中心
  • MPLS VPN广域网中的VLAN技术

8. 应用案例

1）例题:HFC网络设备

• 关键识别: HFC网络对应同轴电缆接入
• 设备对应:
  • 用户端：Cable Modem（A选项）
  • 局端：CMTS（D选项）
• 干扰项:
  • ADSL Modem对应电话线接入
  • OLT对应PON网络
• 答案: (68)A (69)D

2）例题:ADSL和HFC网络设备

• ADSL识别: 需要ADSL Modem（C选项）和分离器
• HFC识别: 通过Cable Modem（B选项）接入CATV
• 通用原则: 不同协议转换需要对应Modem设备
• 答案: (20)C (21)B

3）例题:EPON上行采用的技术

• 方向判断: ONU→OLT为上行方向
• 技术记忆:
  • 上行：TDMA（C选项）
  • 下行：广播
• 典型错误: 混淆上下行技术
• 答案: C

4）例题:OLT简称

• 全称记忆: Optical Line Terminal（光线路终端）
• 词源解析:
  • O：Optical（光）
  • L：Line（线路）
  • T：Terminal（终端）
• 答案: C

5）例题:ONU到OLT复用方式

• 核心考点: PON基础原理
  • 上行：TDMA
  • 下行：广播
• 干扰项: FDMA为错误选项
• 答案: D

6）例题:PON定义

• 关键区分:
  • 多播（组播）≠广播
  • PON下行实际采用广播方式
• 正确描述:
  • A：P2MP拓扑正确
  • B：无源特性正确
  • D：分光器连接方式正确
• 答案: C（"多播"描述错误）

9.知识小结