第二章 中小型网络系统总体规划与设计方法 知识点： 1、路由器技术指标 2、网络系统分层设计（核心层设计、上下级之比） 3、交换机技术指标（总带宽计算方法） 4、网络服务器性能（系统高可用性） 重点知识：
网络需求详细分析主要包括：网络总体需求分析、综合布线需求分析、网络可用性与可靠性分析、网络安全性需求分析、以及分析网络工程造价估计。
大中型网络系统的设计必须基于分层思想来进行设计： ---- 节点数目 ----|是否需要核心层|是否需要汇聚层 |是否需要接入层 ----250~5000 ----|---------是---------| --------是----------|-------否------- -----100~500 -----|---------是 ------- |---------是----------|-------否------- -------5~250-------|---------是 --------|---------否----------|-------否-------
核心层网络结构设计： 目前应用于核心层网络技术标准主要是GE/10GE，核心设备是高性能交换路由器，连接核心路由器的是具有冗余链路的光纤。整个网络流量的40%~60%都需要由核心层网络来承载。
层之间的上联带宽与下一级带宽之比一般控制在1：20 eg：如果一个接入交换机有12个10/100Mbps端口，那么上联带宽可以控制在（12100）/20 = 60Mbps，留有一个余量，一般定位100Mbps。如果有10个规模相同的接入交换机，那么总的上联带宽可以选择为100Mbps10 = 1Gbps
路由器分类：可分为高端路由器（高端核心路由器），中端路由器（企业级路由器），低端路由器。路由器的性能主要指路由器背板交换能力，背板交换能力大于40Gbps的称作高端路由器，低于40Gbps称为中低端路由器。
路由器的关键技术指标： ①吞吐量： 路由器的吞吐量是指它的包转发能力，涉及两个方面内容：端口吞吐量与整机吞吐量。路由器的吞吐量与路由器的端口数量和速率、包类型、包长度关系密切。 ②背板能力： 背板是路由器输入端与输出端之间的物理通道，背板能力决定了路由器的吞吐量。高性能路由器采用交换式结构，而传统路由器采用共享背板的结构。 ③延时与延时抖动： 从数据包的第一个字节进入路由器，到该帧的最后一个字节离开路由器期间所经历的时间就是所谓的延时。延时与包长度、链路传输速率有关，它标志着路由器转发包的处理时间。延时对网络性能影响很大，高速率路由器一般要求长度为1518B的IP包，延时不大于1ms。 延时变化量就是延时抖动，语音视频业务对延时抖动要求很高。 ④丢包率; 在持续稳定的负荷情况下，由于包转发能力的限制而造成的包丢失的概率。丢包率被用作路由器超负荷工作时的性能衡量指标。 ⑤突发处理能力： 最小帧间发送数据包而不引起丢失的最大发送速率来衡量突发处理能力 ⑥服务质量： 路由器的服务质量主要表现在队列管理机制、端口硬件队列管理和支持QoS协议上。 ⑦可靠性与可用性： 高端路由器的可靠性指标应该达到以下几点： 1.无故障连续工作时间（MTBF）大于10万小时，系统故障恢复时间小于30min。 2.系统具有自动保护切换功能，主备用切换时间小于50ms。 3.SDH与ATM接口自动保护切换功能，切换时间小于50ms。 4.路由器系统内部不存在单故障点。 5.主处理器、主存储器、交换矩阵、电源、总线管理器和网络管理接口等主要部件需要有热拔插冗余备份，线卡要求有备份，并提供远程测试诊断能力。
交换机的主要技术指标： 全双工端口带宽： 端口数×端口速率×2
网络服务器按规模分类： 1.基础级服务器：1cpu 2.工作组级服务器：1~2cpu 3.部门级服务器：2~4 4.企业级服务器：4~8
网络服务器按硬件分类： 各种大型、中型计算机和超级服务器都采用RISC结构处理器，操作系统用UNIX，所以通常将此类服务器称作UNIX服务器。
服务器采用的相关技术： ①热拔插技术： 热拔插功能可以实现用户再不断电的情况下进行故障硬盘、板卡等部件的更换。 ②集群（Cluster）技术： 集群技术大大提高了系统的数据处理能力。它是向一个独立的计算机提供高速通信线路，并使其组成一个共享数据存储空间的服务器系统。如果其中某台主机出现故障，该主机所运行的程序将立即转移到其他主机运行，可见集群计算技术可以是服务器的可用性、可靠性与容灾能力得到大大提高。 ③存储能力： 独立磁盘冗余RAID技术提高磁盘的存储速度和吞吐量；通过磁盘容错处理来解决系统的可靠性。 ④对称多处理： 对称多处理技术可以实现多CPU结构的服务器中的均衡负荷，从而提高系统效率
CPU的速度与服务器性能的关系说明： cpu1主频m1、cpu2主频m2则性能提高了（m2-m1）/m1*0.5，这是cpu50%定律
系统高性能可靠性： 系统高可靠性=mtbf/（mpbf+mtbr），mtbf平均无故障时间，mtbr平均修复时间 如果高可靠性达到99.9%，那么每年停机时间<=8.8小时 99.99%，那么每年停机时间<=53分钟 99.999%，那么每年停机时间<=5分钟
