2025上半年高級軟件水平考試《網絡規劃設計師（案例分析）》真題及解析

上半年高級軟件水平考試《網絡規劃設計師（案例分析）》真題及解析案例題一（25分）閱讀以下關于企業網絡規劃與設計的說明，回答問題1至問題4。說明某大型企業計劃對現有網絡進行升級改造，以滿足不斷增長的業務需求。企業總部位于北京，擁有3個分支機構，分別位于上海、廣州和成都。總部員工數量為2000人，每個分支機構員工數量為500人。企業主要業務包括ERP系統、視頻會議、文件共享和對外Web服務。網絡設計需滿足高可用性、安全性和可擴展性要求，同時考慮成本效益。問題1在進行網絡需求分析時，應考慮哪些主要因素？（6分）問題2設計該企業網絡拓撲結構，說明各層（核心層、匯聚層、接入層）的功能和設備選型原則。（7分）問題3為滿足網絡安全需求，應采取哪些安全措施？請列舉至少5種，并說明其作用。（6分）問題4假設企業分配到的IP地址塊為192.168.0.0/16，設計合理的IP地址規劃方案，包括總部和各分支機構的子網劃分（要求每個子網至少預留20%的地址空間），并說明子網掩碼和可用IP地址范圍。（6分）答案及解析問題1答案：在進行網絡需求分析時，應考慮的主要因素包括：1.用戶需求：包括員工數量、業務類型（如ERP系統、視頻會議等）、用戶對網絡帶寬、延遲、可靠性的要求。2.業務需求：明確企業核心業務對網絡的特殊需求，如視頻會議需要高帶寬、低延遲；對外Web服務需要公網IP和良好的網絡穩定性。3.安全需求：包括網絡邊界安全、內部數據安全、用戶訪問控制、防病毒、防攻擊等。4.擴展性需求：考慮企業未來的發展，如員工數量增加、新業務上線，網絡需具備可擴展的能力，包括IP地址空間、設備端口、帶寬等。5.高可用性需求：確保網絡在部分設備或鏈路故障時，仍能正常運行，需考慮冗余設計，如設備冗余、鏈路冗余。6.成本效益：在滿足需求的前提下，合理選擇設備和技術，控制網絡建設和維護成本。解析：網絡需求分析是網絡規劃設計的基礎，只有全面考慮各種因素，才能設計出符合企業實際需求的網絡。用戶需求直接影響接入層和帶寬的設計；業務需求決定了網絡的性能和功能要求；安全需求是保障網絡穩定運行的關鍵；擴展性和高可用性需求確保網絡能夠適應未來發展；成本效益則需要在各方面進行平衡。問題2答案：企業網絡拓撲結構采用分層架構，分為核心層、匯聚層和接入層。核心層：功能：負責總部與各分支機構之間的高速數據傳輸，實現不同匯聚層之間的流量交換，是網絡的核心樞紐。設備選型原則：選擇高性能的核心交換機，具備高帶寬、低延遲、高可靠性，支持三層路由功能、冗余電源和風扇，支持多種網絡協議和擴展模塊，以滿足未來擴展需求。匯聚層：功能：匯聚接入層的流量，進行VLAN劃分、訪問控制、流量管理等，將數據轉發到核心層。設備選型原則：選擇匯聚交換機，具備較高的端口密度，支持三層路由、QoS（服務質量）、ACL（訪問控制列表）等功能，性價比高，滿足匯聚層的流量處理和管理需求。接入層：功能：直接連接用戶終端設備，如計算機、打印機等，為用戶提供網絡接入服務，實現用戶的認證和授權。設備選型原則：選擇接入交換機，具備足夠的端口數量，支持PoE（以太網供電）功能（如果有IP電話、無線AP等設備），支持VLAN劃分和基本的安全功能，如端口安全，價格適中，滿足用戶接入需求。解析：分層架構是企業網絡設計的常用架構，各層分工明確，核心層保證高速轉發和可靠性，匯聚層進行流量匯聚和管理，接入層提供用戶接入。設備選型根據各層的功能需求，在性能、功能和成本之間進行合理選擇。問題3答案：為滿足網絡安全需求，應采取的安全措施及作用如下：1.防火墻：部署在網絡邊界，對進出網絡的流量進行過濾和控制，阻止未經授權的訪問，保護內部網絡免受外部攻擊。2.入侵檢測與防御系統（IDS/IPS）：實時監測網絡中的入侵行為和異常流量，如病毒、惡意軟件、網絡攻擊等，并采取相應的防御措施，如阻斷連接、記錄日志等。3.虛擬專用網絡（VPN）：用于總部與分支機構之間的安全通信，通過加密和認證技術，確保數據在公網上傳輸時的安全性和完整性。4.訪問控制列表（ACL）：在交換機、路由器等設備上配置ACL，根據源IP地址、目的IP地址、端口號等條件，對網絡流量進行訪問控制，限制非法用戶的訪問，保護內部資源。5.數據加密：對重要的數據進行加密處理，如ERP系統中的業務數據、文件共享中的敏感文件等，防止數據在傳輸和存儲過程中被竊取或篡改。6.用戶認證和授權：采用身份認證技術，如用戶名密碼認證、證書認證等，對用戶進行身份驗證，確保只有合法用戶才能訪問網絡資源，并根據用戶的權限分配相應的訪問權限。7.防病毒軟件：在服務器和用戶終端上安裝防病毒軟件，實時掃描和清除病毒、惡意軟件，保護系統和數據的安全。解析：網絡安全是企業網絡設計中不可或缺的部分，多種安全措施相互配合，形成多層次的安全防護體系。防火墻作為邊界防護的第一道防線，IDS/IPS提供實時監測和防御，VPN保障遠程通信安全，ACL實現細粒度的訪問控制，數據加密保護敏感數據，用戶認證和授權確保合法訪問，防病毒軟件防止病毒感染。問題4答案：企業分配到的IP地址塊為192.168.0.0/16（即255.255.0.0），總共有65536個IP地址。總部子網劃分：總部員工數量為2000人，預留20%的地址空間，所需IP地址數量為2000×(1+20%)=2400個。2^12=4096，滿足需求，子網掩碼為255.255.240.0（/20），子網地址為192.168.0.0/20，可用IP地址范圍為192.168.0.1-192.168.15.254（其中網絡地址為192.168.0.0，廣播地址為192.168.15.255）。分支機構子網劃分：每個分支機構員工數量為500人，預留20%的地址空間，所需IP地址數量為500×(1+20%)=600個。2^10=1024，滿足需求，子網掩碼為255.255.252.0（/22）。上海分支機構子網地址為192.168.16.0/22，可用IP地址范圍為192.168.16.1-192.168.19.254。廣州分支機構子網地址為192.168.20.0/22，可用IP地址范圍為192.168.20.1-192.168.23.254。成都分支機構子網地址為192.168.24.0/22，可用IP地址范圍為192.168.24.1-192.168.27.254。解析：子網劃分需要根據每個部門的用戶數量和預留空間，選擇合適的子網掩碼。計算時，先確定所需的主機位數，滿足主機數量≥實際用戶數×(1+預留比例)，然后根據主機位數確定子網掩碼和子網地址。同時，要注意保留一定的地址空間用于未來擴展和設備互聯等需求。案例題二（25分）閱讀以下關于園區網絡優化的說明，回答問題1至問題4。說明某園區網絡經過多年運行，出現了一些問題，如網絡帶寬不足、無線覆蓋不均勻、安全事件頻發、網絡管理困難等。園區內有辦公樓、教學樓、實驗樓和宿舍樓，用戶數量約為10000人，主要業務包括在線教學、科研數據傳輸、視頻監控和無線接入。現需要對園區網絡進行優化，以提高網絡性能和安全性，改善用戶體驗。問題1分析園區網絡可能存在的具體問題及其原因。（6分）問題2針對有線網絡帶寬不足的問題，提出優化方案，并說明實施步驟。（7分）問題3設計園區無線網絡優化方案，包括無線覆蓋規劃、信道分配和漫游配置等方面。（6分）問題4為加強網絡安全管理，應采取哪些措施？請從接入認證、安全審計和攻擊防范等方面進行說明。（6分）答案及解析問題1答案：園區網絡可能存在的具體問題及其原因如下：1.有線網絡帶寬不足：原因：用戶數量增加，業務類型多樣化，如在線教學、視頻監控等需要大量帶寬；網絡設備老化，端口速率低，背板帶寬不足；沒有進行流量管理和QoS控制，關鍵業務得不到優先保障。2.無線覆蓋不均勻：原因：無線AP（接入點）部署位置不合理，如在障礙物較多的地方或覆蓋范圍重疊不足；AP數量不足，導致部分區域信號弱；信道規劃不合理，相鄰AP之間信道沖突，產生同頻干擾。3.安全事件頻發：原因：缺乏有效的接入認證機制，非法用戶容易接入網絡；沒有部署入侵檢測和防御系統，對網絡攻擊和病毒傳播缺乏監控和防范；用戶終端安全意識薄弱，未安裝防病毒軟件或及時更新系統補丁。4.網絡管理困難：原因：網絡設備數量多，型號復雜，缺乏統一的管理平臺；沒有進行VLAN（虛擬局域網）劃分，網絡廣播域過大，故障排查困難；網絡配置缺乏文檔記錄，維護人員對網絡結構不熟悉。解析：通過對園區網絡的業務和用戶情況分析，結合常見的網絡問題，找出可能存在的具體問題及原因。帶寬不足主要與用戶增長、設備老化和流量管理有關；無線覆蓋問題涉及AP部署、數量和信道規劃；安全事件與認證、監控和用戶終端安全相關；管理困難源于設備管理、網絡劃分和文檔記錄。問題2答案：針對有線網絡帶寬不足的優化方案及實施步驟如下：優化方案：1.升級核心層和匯聚層交換機，更換為更高性能的設備，具備更大的背板帶寬和端口速率（如萬兆端口），支持QoS和流量管理功能。2.對網絡進行流量分析，識別占用帶寬較大的業務和用戶，通過QoS設置，為關鍵業務（如在線教學、科研數據傳輸）分配更高的帶寬優先級，限制非關鍵業務（如下載、視頻流媒體）的帶寬使用。3.增加鏈路帶寬，如將核心層與匯聚層之間的鏈路升級為萬兆光纖鏈路，匯聚層與接入層之間的鏈路升級為千兆鏈路，提高網絡整體帶寬。4.進行VLAN劃分，將不同部門、不同業務的用戶劃分到不同的VLAN中，減少廣播域，提高網絡效率。實施步驟：1.進行網絡現狀調研，收集網絡流量數據，確定帶寬瓶頸所在的位置和原因。2.制定設備升級計劃，選擇合適的交換機型號，確保與現有網絡設備兼容，并進行測試。3.配置QoS策略，根據業務需求定義優先級隊列，對關鍵業務進行標記和優先轉發。4.實施VLAN劃分，規劃VLANID和IP地址分配，修改交換機配置，確保用戶正確接入相應的VLAN。5.升級網絡鏈路，更換光纖和網線，測試鏈路連通性和帶寬性能。6.進行整體網絡測試，驗證帶寬是否滿足需求，QoS和VLAN功能是否正常工作。解析：解決帶寬不足問題需要從設備升級、流量管理、鏈路擴容和網絡劃分等多個方面入手。通過升級設備提高硬件性能，利用QoS保障關鍵業務，增加鏈路帶寬提升傳輸能力，VLAN劃分減少廣播流量，提高網絡效率。實施步驟需要按順序進行，先調研分析，再制定計劃、配置策略、升級設備和鏈路，最后測試驗證。問題3答案：園區無線網絡優化方案如下：無線覆蓋規劃：1.進行無線信號勘測，使用專業工具繪制園區各區域的信號強度圖，確定AP的最佳部署位置，確保覆蓋無死角。在辦公樓、教學樓等人員密集區域，增加AP數量，采用高密度部署；在宿舍樓等區域，合理安排AP位置，避免信號穿墻過多導致衰減。2.選擇合適的AP類型，如吸頂式AP用于室內大范圍覆蓋，室外防水AP用于園區露天區域覆蓋。信道分配：1.根據園區內AP的部署情況，將相鄰AP的信道設置為不重疊的信道（如1、6、11），避免同頻干擾。使用信道掃描工具檢測周圍無線信號的信道使用情況，選擇干擾較小的信道。2.對于高密度部署的區域，采用動態信道分配技術，AP根據實時信道干擾情況自動調整信道，提高信道利用率。漫游配置：1.采用統一的無線控制器（AC）管理所有AP，實現無縫漫游。在AC上配置相同的SSID（服務集標識符）和認證方式，確保用戶在不同AP之間移動時，無需重新認證，實現快速切換。2.設置合適的信號切換閾值，當用戶終端的信號強度低于一定閾值時，自動切換到信號更強的AP，保證漫游的穩定性和流暢性。解析：無線覆蓋規劃需要基于信號勘測，合理部署AP，選擇合適的設備；信道分配要避免干擾，可采用動態分配提高效率；漫游配置通過統一管理和合理設置閾值，實現無縫漫游，提升用戶體驗。問題4答案：加強網絡安全管理的措施如下：接入認證：1.采用802.1X認證技術，對有線和無線用戶進行身份認證，用戶需要輸入用戶名和密碼或使用證書才能接入網絡，確保只有授權用戶可以訪問。2.對于訪客用戶，提供臨時的訪客網絡，采用短信認證、微信認證等方式，限制訪客的訪問權限，如只能訪問互聯網，不能訪問內部資源。安全審計：1.部署網絡安全審計系統，對用戶的網絡行為進行記錄和審計，包括訪問的網站、下載的文件、上傳的數據等，以便在發生安全事件時進行追溯和調查。2.對網絡設備的配置變更、日志信息進行審計，確保設備配置的合法性和安全性，及時發現異常操作。攻擊防范：1.部署入侵檢測和防御系統（IDS/IPS），實時監測網絡中的攻擊行為，如端口掃描、DDoS攻擊、SQL注入等，并自動阻斷攻擊流量。2.安裝Web應用防火墻（WAF），對園區內的Web服務器進行保護，防止網頁篡改、跨站腳本攻擊等應用層攻擊。3.定期對網絡設備和服務器進行安全漏洞掃描和修復，及時更新系統補丁，關閉不必要的服務和端口，減少攻擊面。解析：接入認證確保只有合法用戶接入，安全審計用于行為記錄和追溯，攻擊防范從監測、防御和漏洞修復等方面入手，全方位加強網絡安全管理。案例題三（25分）閱讀以下關于廣域網架構設計的說明，回答問題1至問題4。說明某跨國企業需要設計廣域網架構，連接位于全球的10個分支機構和總部。各分支機構之間需要進行大量的數據傳輸和視頻會議，對網絡的可靠性、帶寬和延遲有較高要求。企業可選擇的廣域網技術包括MPLSVPN、SD-WAN、租用專線等。問題1比較MPLSVPN、SD-WAN和租用專線三種廣域網技術的優缺點。（6分）問題2設計該企業廣域網架構，說明采用的技術和架構特點，以及如何滿足可靠性和帶寬需求。（7分）問題3在廣域網中，如何實現分支機構之間的視頻會議流量優化？（6分）問題4當廣域網出現故障時，應如何進行故障排查？請說明排查步驟和常用工具。（6分）答案及解析問題1答案：三種廣域網技術的優缺點如下：MPLSVPN：優點：提供高質量的服務質量（QoS），支持多種業務類型，可靠性高，安全性較好，適合大型企業復雜的廣域網需求。缺點：成本較高，部署和管理相對復雜，需要服務提供商的支持，靈活性較差，難以快速調整網絡配置。SD-WAN：優點：具有靈活的組網能力，支持多種連接方式（如寬帶、4G/5G），成本較低，易于部署和管理，支持智能路由和流量優化，能根據網絡狀況自動選擇最佳路徑。缺點：依賴于互聯網連接，網絡質量可能受公共網絡影響，安全性需要額外保障，對實時性要求極高的業務（如語音、視頻）可能存在一定的延遲和抖動。租用專線：優點：提供專用的傳輸通道，帶寬穩定，延遲低，可靠性高，安全性好，適合對網絡質量要求極高的業務。缺點：成本非常高，擴展性差，部署周期長，線路靈活性低，難以適應企業快速變化的需求。解析：通過對三種技術的特點分析，從成本、可靠性、靈活性、安全性等方面比較優缺點，幫助企業根據自身需求選擇合適的技術。問題2答案：企業廣域網架構采用SD-WAN為主，結合MPLSVPN和租用專線的混合架構。采用的技術和架構特點：1.總部和主要分支機構（如數據中心、大型分支機構）之間采用MPLSVPN和租用專線相結合的方式，確保關鍵業務（如核心數據傳輸、高清視頻會議）的高可靠性、低延遲和帶寬保障。2.中小型分支機構采用SD-WAN技術，通過互聯網連接，支持多種鏈路（如寬帶、4G/5G），實現靈活組網和低成本接入。3.部署SD-WAN控制器，集中管理所有分支機構的網絡連接，實現智能路由、流量負載均衡和故障切換。滿足可靠性和帶寬需求的方法：1.可靠性方面：通過多鏈路冗余（如在總部和重要分支機構部署兩條不同的鏈路，如MPLSVPN和租用專線），當一條鏈路故障時，SD-WAN控制器自動切換到另一條鏈路，保證業務不中斷。SD-WAN的智能路徑選擇功能，能夠實時監測鏈路質量，優先選擇性能較好的路徑。2.帶寬需求方面：根據各分支機構的業務需求，動態分配帶寬資源。對于視頻會議等大帶寬、低延遲業務，通過QoS標記，在MPLSVPN和租用專線上提供優先傳輸通道；對于普通數據傳輸業務，利用SD-WAN整合多條鏈路的帶寬，提高整體傳輸效率。解析：混合架構結合了不同技術的優點，既能滿足關鍵業務的高要求，又能降低成本，提高靈活性。多鏈路冗余和智能路由保障可靠性，QoS和動態帶寬分配滿足帶寬需求。問題3答案：實現分支機構之間視頻會議流量優化的方法如下：1.QoS保障：在廣域網中對視頻會議流量進行標記（如使用DSCP標記），在SD-WAN控制器和MPLSVPN網絡中設置QoS策略，為視頻會議流量分配更高的優先級，確保其在帶寬擁塞時能夠優先傳輸，減少延遲和丟包。2.路徑優化：利用SD-WAN的智能路由功能，根據實時網絡狀態（如延遲、帶寬、丟包率），為視頻會議流量選擇最優路徑，避免經過擁塞或質量差的鏈路。對于MPLSVPN網絡，預先規劃專用的視頻會議通道，確保流量在低延遲的路徑上傳輸。3.流量壓縮和優化：采用視頻編碼優化技術，如H.264、H.265等高效編碼方式，減少視頻數據的傳輸帶寬。在廣域網邊緣設備上部署流量優化設備，對視頻會議流量進行壓縮和去重，提高傳輸效率。4.多點控制單元（MCU）部署：在總部或區域中心部署MCU，分支機構的視頻會議終端連接到就近的MCU，通過MCU進行視頻流的轉發和處理，減少分支機構之間直接傳輸的流量，降低廣域網帶寬壓力。解析：通過QoS保障優先級，路徑優化選擇最佳通道，流量壓縮減少帶寬占用，MCU部署集中處理視頻流，多方面優化視頻會議流