平安城市是一个特大型、综合性非常强的管理系统，不仅需要满足治安管理、城市管理、交通管理、应急指挥等需求，而且还要兼顾灾难事故预警、安全生产监控等方面对图像监控的需求，同时还要考虑报警、门禁等配套系统的集成以及与广播系统的联动。
平安城市就是通过三防系统（技防系统、物防系统、人防系统）建设城市的平安和谐。一个完整的安全技术防范系统，是由技防系统、物防系统、人防系统和管理系统，四个系统相互配合相互作用来完成安全防范的综合体。安全技术防范系统主要有入侵报警系统；电视监控系统；出入口控制系统；电子巡查系统；停车场管理系统；防爆安全检查系统。
平安城市往往建设成为三级监控拓扑，具体如图1所示。
包含市监控中心、分局监控中心、排出所监控中心。基层派出所建立对辖区负有直接责任的监控中心，讲所有前端监控信息进行整合、共享、控制管理。再想作为二级监控中心的区分局上传图像信息，并接受来自上级监控中心管理服务器的管理。同样，二级监控中心汇总后向一级中心上传。
【问题1】（12分）
监控系统采用了防火墙、IDS/IPS、部署身份认证服务器、实现监控网络与信息网络隔离等安全措施。简述下列设施和措施的好处。
（1）防火墙
（2）IDS/IPS
（3）部署身份认证服务器
（4）实现监控网络与信息网络隔离
【问题2】（6分）（1）包转发线速的衡量标准是以单位时间内发送 （1）byte的个数作为计算基准的。
A.1518byte B.64byte C.65535byte D.1500byte
（2）一个线速的千兆以太网在转发基准包时候的包转发率为多少？
（3）一个线速的百兆以太网在转发基准包时候的包转发率为多少？
【问题3】（7分）
监控网络中的A区分中心汇聚交换机共提供48个千兆端口和24个百兆端口，请问该交换机的吞吐量至少达到多少Mpps，才能够确保所有端口均能线速工作，并提供无阻塞的数据交换。
监控网络中的核心交换机共提供144个千兆端口和48个百兆端口，请问该交换机的背板带宽至少应该达到多少，才能提供无阻塞的全双工数据交换。
正确答案及解析
正确答案
解析
【问题1】（12分）（1）防火墙：通过防火墙建立隔离本地和外部网络的防御系统（2）IDS/IPS：监视全部通信并且查找可能的恶意攻击，并且阻止恶意攻击。（3）部署身份认证服务器：管理个人身份认证信息，实现合法登录（4）实现监控网络与信息网络隔离：物理隔离，阻断攻击，杜绝互联网流量，提高效率。
【问题2】（6分）（1）B千兆以太网包转发率1.488Mpps。百兆以太网包转发率为千兆以太网的十分之一，为0.1488Mpps。
【问题3】（7分）（1）吞吐量最小吞吐量（包转发速率）=千兆端口数量×1.488Mpps+百兆端口数量×0.1488Mpps+其余类型端口数*相应计算方法=48×1.488Mpps+24×0.1488Mpps≈75.0Mpps。（2）背板带宽交换机上所有端口能提供的总带宽=端口数×相应端口速率×2（全双工模式）=144×1000Mbps×2+48×100Mbps×2=297.6Gbps。
【解析】
【问题1】（12分）（1）防火墙：通过防火墙建立隔离本地和外部网络的防御系统（2）IDS/IPS：监视全部通信并且查找可能的恶意攻击，并且阻止恶意攻击。（3）部署身份认证服务器：管理个人身份认证信息，实现合法登录（4）实现监控网络与信息网络隔离：物理隔离，阻断攻击，杜绝互联网流量，提高效率。
【问题2】（6分）包转发率是单位时间内网络中通过数据包的数量。对交换机而言，要实现满负荷运行，最小吞吐量计算公式如下：包转发率（Mp/s）=万兆端口数量×14.88Mp/s+千兆端口数量×1.488Mp/s+百兆端口数量×0.1488 Mp/s。如果交换机实际工作速率小于交换机标准包转发率，则交换机能实现线速交换。这里的14.88Mp/s、1.488Mp/s、0.1488Mp/s是如何得到的呢？这是通过用固定的数据速率除以最小帧长得到的，结果实际上就是单位时间内发送64byte数据包的个数。包转发线速的衡量标准是以单位时间内发送64byte的数据包（最小包）的个数作为计算基准的。（1）选B。
由于以太网中的每个帧之间都要有帧间隙，即每发完一个帧之后要等待一段时间再发另外一个帧，在以太网标准中规定最小帧间隙是12个字节，加上前导码（7字节）、帧起始定界符（1字节），因此64byte的数据包在数据链路层封装后变成(64+8+12)=84byte。这样千兆端口下数据包个数=1000Mb/s÷8bit÷(64+8+12)byte≈1.488Mp/s百兆以太网的端口包转发率为千兆以太网的十分之一，为0.1488Mpps。
【问题3】（7分）（1）吞吐量最小吞吐量（包转发速率）=千兆端口数量×1.488Mpps+百兆端口数量×0.1488Mpps+其余类型端口数*相应计算方法=48×1.488Mpps+24×0.1488Mpps≈75.0Mpps。（2）背板带宽交换机上所有端口能提供的总带宽=端口数×相应端口速率×2（全双工模式）=144×1000Mbps×2+48×100Mbps×2=297.6Gbps。
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…
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