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第一章 計算機網路概論
1.計算機網路的發 展可以劃分為幾個階段?每個階段各有什麼特點?
四個階段:
第一階段(20世紀50年代) 計算機技術與通信技術研究結合,為計算機網路的產生作好技術准備,奠定理論基礎
第二階段(20世紀60年代)ARPAnet與分組交換技術開始,為Internet的形成奠定基礎
第三階段(20世紀70年代中期計起) 網路體系結構與網路協議的標准化
第四階段(20世紀90年代起) Internet的應用與高速網路技術發展
2.按照資源共享的觀點定義的計算機網路應具備哪幾個主要特徵?
資源共享的觀點:以能夠相互共享資源的方式互聯起來的自治計算機系統的集合
主要特徵:
1) 計算機網路建立的主要目的是實現計算機資源的共享
2) 互聯的計算機是分布在不同地理位置的多台獨立的「自治計算機」
3) 互聯計算機之間的通信必須遵循共同的網路協議
3.現代網路結構的特點是什麼?
大量的微型計算機通過區域網連入廣域網,而區域網與廣域網、廣域網與廣域網的互聯是通過路由器實現的
4. 廣域網採用的數據交換技術主要有幾種類型?它們各有什麼特點?
答:主要分為兩種類型:線路交換和存儲轉發轉發
線路交換;首先創建一條臨時專用通路,使用後拆除鏈接,沒有傳輸延遲,適合大量數據傳輸和實時通信,少量信息傳輸時效率不高
存儲轉發分為兩類:報文交換和分組交換
報文交換:不在通信結點間建立通路,將信息組合為報文,採用存儲轉發機制,線路利用率高,但傳輸延遲較大
5.網路多媒體的傳輸有哪幾個主要的基本特徵?請列舉傳輸連續的音頻、視頻流所需求的通信帶寬數據
主要特徵:
1) 高傳輸帶寬要求
2) 不同類型的數據對傳輸的要求不同
3) 傳輸的連續性與實時性要求
4) 傳輸的低時延要求
5) 傳輸的同步要求
6) 網路中的多媒體的多方參與通信的特點
6.你是如何理解「網路計算」概念的?請舉出移動計算網路、多媒體網路、網路並行計算、網格計算、存儲區域網路與網路分布式對象計算等方面的幾個應用實例
「網路計算」概念:網路被視為最強有力的超級計算環境,它包含了豐富的計算、數據、存儲、傳輸等各類資源,用戶可以在任何地方登錄,處理以前不能完成的問題
移動計算網路:無線區域網、遠程事務處理
多媒體網路:視頻點播系統、多媒體會議系統
網路並行計算:破譯密碼、發現素數
網格計算:桌面超級計算、智能設備
存儲區域網路:SSP提供的Internet存儲服務
第二章 網路體系結構與網路協議
1.請舉出生活中的一個例子來說明「協議」的基本含義,並舉例說明網路協議三要素「語法」、「語義」與「時序」的含義與關系
協議是一種通信規則
例:信件所用的語言就是一種人與人之間交流信息的協議,因為寫信前要確定使用中文還是其他語言,否則收信者可能因語言不同而無法閱讀
三要素:
語法:用戶數據與控制信息的結構與格式,以及數據出現順序
語義:解釋比特流的每一部分含義,規定了需要發出何種控制信息,以及完成的動作和作出的響應
時序:對實現順序的詳細說明
2.計算機網路採用層次結構的模型有什麼好處?
1)各層之間相互獨立
2)靈活性好
3)各層都可採用最合適的技術來實現,各層實現技術的改變不影響其他層
4)易於實現和維護
5)有利於促進標准化
3.ISO在制定OSI參考模型時對層次劃分的主要原則是什麼?
1)網中各結點都具有相同的層次
2)不同結點的同等層具有相同的功能
3)不同結點的同等層通過協議來實現對等層之間的通信
4)同一結點內相鄰層之間通過介面通信
5)每個層可以使用下層提供的服務,並向其上層提供服務
4.如何理解OSI參考模型中的「OSI環境」的概念?
「OSI環境」即OSI參考模型所描述的范圍,包括聯網計算機系統中的應用層到物理層的7層與通信子網,連接結點的物理傳輸介質不包括在內
5.請描述在OSI參考模型中數據傳輸的基本過程
1)應用進程A的數據傳送到應用層時,加上應用層控制報頭,組織成應用層的服務數據單元,然後傳輸到表示層
2)表示層接收後,加上本層控制報頭,組織成表示層的服務數據單元,然後傳輸到會話層。依此類推,數據傳輸到傳輸層
3)傳輸層接收後,加上本層的控制報頭,構成了報文,然後傳輸到網路層
4)網路層接收後,加上本層的控制報頭,構成了分組,然後傳輸到數據鏈路層
5)數據鏈路層接收後,加上本層的控制信息,構成了幀,然後傳輸到物理層
6)物理層接收後,以透明比特流的形式通過傳輸介質傳輸出去
6.試說明報頭在網路數據傳輸中的作用
報頭包含了控制信息,例如序列號,使得該層以下即使沒有維護順序關系,目標機器的對應層也仍然可以按照正確的順序遞交信息,在有的層上,頭部還可以包含信息大小、時間和其他控制欄位
7.試比較面向連接服務和無連接服務的異同點
相同點:
1)兩者對實現服務的協議的復雜性與傳輸的可靠性有很大的影響
2)在網路數據傳輸的各層都會涉及這兩者的問題
不同點:
1)面向連接服務的數據傳輸過程必須經過連接建立、連接維護與釋放連接的3個過程,而無連接服務不需要
2)面向連接服務在數據傳輸過程中,各分組不需要攜帶目的結點的地址,而無連接服務要攜帶完整的目的結點的地址
3)面向連接服務傳輸的收發數據順序不變,傳輸可靠性好,但通信效率不高,而無連接服務目的結點接受數據分組可能亂序、重復與丟失的現象,傳輸可靠性不好,但通信效率較高
8.TCP/IP協議的主要特點是什麼?
1)開放的協議標准,可免費使用,並且獨立於特定的計算機硬體與操作系統
2)獨立於特定的網路硬體,可以運行在區域網、廣域網,更適用於互聯網中
3)統一的網路地址分配方案,使整個TCP/IP設備在網中都具有唯一的地址
4)標准化的高層協議,可以提供多種可靠的用戶服務
9.請比較OSI參考模型與TCP/IP參考模型的異同點
相同點:
1)都是分層的
2)在同層確定協議棧的概念
3)以傳輸層為分界,其上層都是傳輸服務的用戶
不同點:
1)在物理層和數據鏈路層,TCP/IP未做規定
2)OSI先有分層模型後有協議規范,不偏向任何特定協議,具有通用性,TCP/IP先有協議後有模型,對非TCP/IP網路並不適用
3)在通信上,OSI非常重視連接通信,而TCP/IP一開始就重視數據報通信
4)在網路互聯上,OSI提出以標準的公用數據網為主幹網,而TCP/IP專門建立了互聯網協議IP,用於各種異構網的互聯
10.Internet技術文檔主要有哪二種形式?為什麼說RFC文檔對從事網路技術
究與開發的技術人員是重要的?如果需要有關IP協議的RFC791文檔,
知道如何去查找嗎?
網際網路草案和RFC文檔
因為RFC文檔是從事網路技術研究與開發的技術人員獲得技術發展狀況與動態重要信息的來源之一
第三章 物理層
1.試舉一個例子說明信息、數據與信號之間的關系
2.通過比較說明雙絞線、同軸電纜與光纜等3種常用傳輸介質的特點
雙絞線:1)最常用的傳輸介質
2)由規則螺旋結構排列的2根、4根或8根絕緣導線組成
3)傳輸距離為100M
4)區域網中所使用的雙絞線分為二類:屏蔽雙絞線(STP)與非屏蔽雙絞線;根據傳輸特性可分為三類線、五類線等
同軸電纜:1)由內導體、絕緣層、外屏蔽層及外部保護層組成
2)根據同軸電纜的帶寬不同可分為:基帶同軸電纜和寬頻同軸電纜
3)安裝復雜,成本低
光纜: 1)傳輸介質中性能最好、應用前途最廣泛的一種
2)光纖傳輸的類型可分為單模和多模兩種
3)低損耗、寬頻帶、高數據傳輸速率、低誤碼率、安全保密性好
3.控制字元SYN的ASCII碼編碼為0010110,請畫出SYN的FSK、NRZ、曼徹斯特編碼與差分曼徹斯特編碼等四種編碼方法的信號波形
4.對於脈沖編碼調制PCM來說,如果要對頻率為600Hz的種語言信號進行采樣,傳送PCM信號的信道帶寬為3KHz,那麼采樣頻率f取什麼值時,采樣的樣本就可以重構原語音信號的所有信息
5.多路復用技術主要有幾種類型?它們各有什麼特點?
三種類型:頻分多路復用、波分多路復用、時分多路復用
頻分多路復用:在一條通信線路設計多路通信信道,每條信道的信號以不同的載波頻率進行調制,各個載波頻率是不重疊的,相鄰信道之間用「警戒頻帶」隔離
波分多路復用:光的頻分多路復用,同時傳輸很多個頻率很接近但波長不同的光載波信號
時分多路復用:通過為多個信道分配互不重疊的時間片來實現多路復用,更適用於數字數據信號的傳輸,可分為同步時分多路復用和統計時分多路復用二種
6.同步數字體系SDH發展的背景是什麼?它具有哪幾個主要的特點?
早期的數字傳輸系統與設備在運行過程中暴露出它固有的弱點,主要表現在以下幾個方面:
1)數字傳輸速率不標准
2)光設備介面標准不規范
3)復用系統中的同步問題
特點:1)STM-1統一了T1載波與E1載波兩大不同的數字速率體系,實現了數字傳輸體制上的國際性標准
2)SDH網兼容光纖分布式數據介面FDDI、分布隊列雙匯流排DQDB以及ATM信元
3)採用同步復用方式,降低了復用設備的復雜性
4)標準的光介面,實現不同光介面設備的互聯,降低了組網成本
5)SDH幀結構增加的網路管理位元組,增強了網路管理能力,可以實現分布式傳輸網路的管理
最核心的是同步復用、標准光介面和強大的網管能力,這些特點決定了SDH網是理想的廣域網物理傳輸平台
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這么簡單的題你都不會,這些題都是基礎中的基礎。如果你連這些題都不會做的話,你還是別學計算機了。如果你願意一道一道拍給我,我倒是可以考慮幫你解。
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④ 計算機網路習題答案
(1)為D,主要是因為主機號里用了一位,故剩餘主機數的為2的7次方,即第二子網起始為128
(2)一個C類含有主機256,故2000/256為8
(3)255.255.248.0,選擇C。實際該小題題目說的不太詳細。
(4)從主機數來看,一共有32台,需要5位二進制位,故子網號為三位,也即 255.255.248.0 選擇C
(5)A,直接和子網掩碼相與即可,看和哪個網路號相同,結果在子網號那兒為64。
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⑥ 計算機網路技術基礎課後習題答案
CH1 答案 一.填空題 1.通信 2.實現資源共享 3.區域網 廣域網 4.資源子網 通信子網 二.選擇題 DDBBCCA 三.簡答題 1.答:所謂計算機網路,就是指以能夠相互共享資源的方式互連起來的自治計算機系統的集合。 2.答:計算機網路技術的發展大致可以分為四個階段。 第一階段計算機網路的發展是從20世紀50年代中期至20世紀60年代末期,計算機技術與通信技術初步結合,形成了計算機網路的雛形。此時的計算機網路,是指以單台計算機為中心的遠程聯機系統。 第二階段是從20世紀60年代末期至20世紀70年代中後期,計算機網路完成了計算機網路體系結構與協議的研究,形成了初級計算機網路。 第三階段是從20世紀70年代初期至20世紀90年代中期。國際標准化組織(ISO)提出了開放系統互聯(OSI)參考模型,從而促進了符合國際標准化的計算機網路技術的發展。 第四階段是從20世紀90年代開始。這個階段最富有挑戰性的話題是互聯網應用技術、無線網路技術、對等網技術與網路安全技術。 3.網路的拓撲結構主要主要有:星型拓撲、匯流排型拓撲、環型拓撲、樹型拓撲結構、網狀型拓撲結構。 (1)星型拓撲優點:控制簡單、故障診斷和隔離容易、服務方便;缺點:電纜需量大和安裝工作量大;中心結點的負擔較重,容易形成瓶頸;各結點的分布處理能力較低。 (2)樹型拓撲優點:易於擴展、故障隔離較容易;缺點是各個結點對根的依賴性太大,如果根結點發生故障,則整個網路都不能正常工作。 (3)匯流排型拓撲的優點如下:匯流排結構所需要的電纜數量少;匯流排結構簡單,又是無源工作,有較高的可靠性;易於擴充,增加或減少用戶比較方便。匯流排型拓撲的缺點如下:匯流排的傳輸距離有限,通信范圍受到限制。故障診斷和隔離較困難。匯流排型網路中所有設備共享匯流排這一條傳輸信道,因此存在信道爭用問題, (4)環型拓撲的優點如下:拓撲結構簡單,傳輸延時確定。電纜長度短。環型拓撲網路所需的電纜長度和匯流排型拓撲網路相似,比星型拓撲網路所需的電纜短。可使用光纖。光纖的傳輸速率很高,十分適合於環型拓撲的單方向傳輸。環型拓撲的缺點如下:結點的故障會引起全網的故障;故障檢測困難;信道利用率低。 (5)網狀型拓撲優點是:可靠性好,結點的獨立處理能力強,信息傳輸容量大。 缺點是:結構復雜,管理難度大,投資費用高。 4.計算機網路的主要功能:資源共享、數據通信、實時控制、均衡負載和分布式處理、其他綜合服務。舉例說明(略)。 CH2 答案 一.填空題 1.信號
2.串列通信 並行通信 並行通信 3.調制 解調 數據機 4.幅度調制(ASK) 頻率調制(FSK) 相位調制(PSK) 5.電路交換 報文交換 分組交換 6.奇偶校驗 循環冗餘校驗 7.非屏蔽雙絞線 屏蔽雙絞線 二.選擇題 BDAABDABCCB 三.簡答題 1.答:信息是指有用的知識或消息,計算機網路通信的目的就是為了交換信息。數據是信息的表達方式,是把事件的某些屬性規范化後的表現形式,它能夠被識別,可以被描述。數據與信息的主要區別在於:數據涉及的是事物的表示形式,信息涉及的是這些數據的內容和解釋。在計算機系統中,數據是以統一的二進制代碼表示,而這些二進制代碼表示的數據要通過物理介質和器件進行傳輸時,還需要將其轉變成物理信號。信號是數據在傳輸過程中的電磁波表現形式,是表達信息的一種載體,如電信號、光信號等。在計算機中,信息是用數據表示的並轉換成信號進行傳送。 2.答:當發送端以某一速率在一定的起始時間內發送數據時,接收端也必須以同一速率在相同的起始時間內接收數據。否則,接收端與發送端就會產生微小誤差,隨著時間的增加,誤差將逐漸積累,並造成收發的不同步,從而出現錯誤。為了避免接收端與發送端的不同步,接收端與發送端的動作必須採取嚴格的同步措施。 同步技術有兩種類型: (1)位同步:只有保證接收端接收的每一個比特都與發送端保持一致,接收方才能正確地接收數據。 (2)字元或幀數據的同步:通信雙方在解決了比特位的同步問題之後,應當解決的是數據的同步問題。例如,字元數據或幀數據的同步。 3、4.略 5.傳輸出錯,目的結點接收到的比特序列除以G(x)有餘數。 CH3 答案 一.填空題 1.物理層 數據鏈路層 網路層 傳輸層 會話層 表示層 應用層 2.物理 3.比特流 差錯 4.比特 數據幀 數據包(分組) 報文 5.物理層 網路層 傳輸層 二、選擇題 DBACB BCABB CDACA 三、簡答題 1.所謂網路體系結構就是為了完成主機之間的通信,把網路結構劃分為有明確功能的層次,並規定了同層次虛通信的協議以及相鄰層之間的介面和服務。因此,網路的層次模型與各層協議和層間介面的集合統稱為網路體系結構。 2.網路體系結構分層的原則: 1)各層之間是獨立的。某一層並不需要知道它的下層是如何實現的,而僅僅需要知道下層能提供什麼樣的服務就可以了。
2)靈活性好。當任何一層發生變化時,只要層間介面關系保持不變,則在這層以上或以下各層均不受影響。 3)結構上可獨立分割。由於各層獨立劃分,因此,每層都可以選擇最為合適的實現技術。 4)易於實現和維護。這種結構使得實現和調試一個龐大而又復雜的系統變得易於處理,因為整個系統已被分解為若干個相對獨立的子系統。 3.幀同步(定界)就是標識幀的開始與結束,即接收方從收到的比特流中准確地區分出一幀的開始於結束。常見有4中幀定界方法,即字元計數法、帶字元填充的首尾界符法、帶位填充的首尾標志法和物理層編碼違例法。 4.數據鏈路層使用的地址是MAC地址,也稱為物理地址;網路層使用的地址是IP地址,也稱為邏輯地址;傳輸層使用的地址是IP地址+埠號。 5.網路層的主要功能是提供不相鄰結點間數據包的透明傳輸,為傳輸層提供端到端的數據傳送任務。網路層的主要功能有:1)為傳輸層提供服務;2)組包與拆包;3)路由選擇;4)流量控制。 6.傳輸層是計算機網路體系結構中非常重要的一層,其主要功能是在源主機與目的主機進程之間負責端到端的可靠數據傳輸,而網路層只負責找到目的主機,網路層是通信子網的最高層,傳輸層是資源子網的最低層,所以說傳輸層在網路體系結構中是承上啟下的一層。在計算機網路通信中,數據包到達指定的主機後,還必須將它交給這個主機的某個應用進程(埠號),這由傳輸層按埠號定址加以實現。 7.流量控制就是使發送方所發出的數據流量速率不要超過接收方所能接收的數據流量速率。流量控制的關鍵是需要一種信息反饋機制,使發送方能了解接收方是否具備足夠的接收及處理能力,使得接收方來得及接收發送方發送的數據幀。 流量控制的作用就是控制「擁塞」或「擁擠」現象,避免死鎖。 流量在計算機網路中就是指通信量或分組流。擁塞是指到達通信子網中某一部分的分組數量過多,使得該部分網路來不及處理,以致引起這部分乃至整個網路性能下降的現象。若通信量再增大,就會使得某些結點因無緩沖區來接收新到的分組,使網路的性能明顯變差,此時網路的吞吐量(單位時間內從網路輸出的分組數目)將隨著輸入負載(單位時間內輸入給網路的分組數目)的增加而下降,這種情況稱為擁塞。在網路中,應盡量避免擁塞現象的發生,即要進行擁塞控制。 網路層和傳輸層與流量控制和擁塞控制有關。 8.傳輸層的主要功能有:1)分段與重組數據2)按埠號定址3)連接管理4)差錯處理和流量控制。 分段與重組數據的意思如下: 在發送方,傳輸層將會話層來的數據分割成較小的數據單元,並在這些數據單元頭部加上一些相關控制信息後形成報文,報文的頭部包含源埠號和目標埠號。在接收方,數據經通信子網到達傳輸層後,要將各報文原來加上的報文頭部控制信息去掉(拆包),然後按照正確的順序進行重組,還原為原來的數據,送給會話層。 9.TCP/IP參考模型先於OSI參考模型開發,所以並不符合OSI標准。TCP/IP參考模型劃分為4個層次:1)應用層(Application Layer);2)傳輸層(Transport Layer);3)網際層(Internet Layer);4)網路介面層(Host-to-Network Layer)。 10.OSI參考模型與TCP/IP參考模型的共同點是它們都採用了層次結構的概念,在傳輸層中二者都定義了相似的功能。但是,它們在層次劃分與使用的協議上有很大區別。 OSI參考模型與協議缺乏市場與商業動力,結構復雜,實現周期長,運行效率低,這是它沒有能夠達到預想目標的重要原因。 TCP/IP參考模型與協議也有自身的缺陷,主要表現在以下方面:
1)TCP/IP參考模型在服務、介面與協議的區別上不很清楚;2)TCP/IP參考模型的網 絡介面層本身並不是實際的一層,它定義了網路層與數據鏈路層的介面。物理層與數據鏈路層的劃分是必要合理的,一個好的參考模型應該將它們區分開來,而TCP/IP參考模型卻沒有做到這點。 CH4 答案 一.填空題 1.光纖 2.IEEE802.4 3.介質訪問控制子層(MAC) 邏輯鏈路子層(LLC) 4.CSMA/CD 令牌環介質訪問控制方法 令牌匯流排介質訪問控制方法 5.星型結構 匯流排型結構 環型結構 6.MAC地址 48 廠商 該廠商網卡產品的序列號 二.選擇題 ADCBCDAB 二.簡答題 1.答:區域網是在有限的地理范圍內,利用各種網路連接設備和通信線路將計算機互聯在一起,實現數據傳輸和資源共享的計算機網路。區域網特點:地理范圍有限;一般不對外提供服務,保密性較好,且便於管理;網速較快;誤碼率低;區域網投資較少,組建方便,使用靈活等。 2.答:區域網有硬體和軟體組成。區域網的軟體系統主要包括:網路操作系統、工作站系統、網卡驅動系統、網路應用軟體、網路管理軟體和網路診斷軟體。區域網的硬體系統一般由伺服器、用戶工作站、網卡、傳輸介質和數據交換設備五部分組成。 3.答:目前,區域網常用的共享式訪問控制方式有三種,分別用於不同的拓撲結構:帶有沖突檢測的載波偵聽多路訪問法(CSMA/CD),令牌環訪問控製法(Token Ring),令牌匯流排訪問控製法(token bus)。 CSMA/CD協議主要用於物理拓撲結構為匯流排型、星型或樹型的乙太網中。CSMA/CD採用了爭用型介質訪問控制方法,原理比較簡單,技術上易實現,網路中各工作站處於平等地位,不需集中控制,不提供優先順序控制。在低負荷時,響應較快,具有較高的工作效率;在高負荷(節點激增)時,隨著沖突的急劇增加,傳輸延時劇增,導致網路性能的急劇下降。此外,有沖突型的網路,時間不確定,因此,不適合控制型網路。 令牌環(Token Ring)介質訪問控制多用於環型拓撲結構的網路,屬於有序的競爭協議。令牌環網路的主要特點:無沖突;時間確定;適合光纖;控制性能好;在低負荷時,也要等待令牌的順序傳遞,因此,低負荷時響應一般,在高負荷時,由於沒有沖突,因此有較好的響應特性。 令牌匯流排訪問控制技術應用於物理結構是匯流排的而邏輯結構卻是環型的網路。特點類似令牌環介質訪問控制技術。 4.答:CSMA/CD方法的工作原理可以簡單地概括為以下4句話:先聽後發、邊聽邊發、沖突停止、隨機延遲後重發。 5.答:由於區域網不需要路由選擇,因此它並不需要網路層,而只需要最低的兩層:物理層和數據鏈路層。IEEE802標准,又將數據鏈路層分為兩個子層:介質訪問控制子層MAC和邏輯鏈路子層LLC。
CH5 答案 一.填空題 1.交換機 路由器 2.電路交換(撥號)服務 分組交換服務 租用線路或專業服務 3.計算機主機 區域網 4.640kbps-1Mbps 1.5Mbps-8Mbps 二.選擇題 BCADAA 三.簡答題 1.答:①撥號上Internet/Intranet/LAN; ②兩個或多個LAN之間的網路互連; ③和其它廣域網技術的互連。 2.答:(1)多種業務的兼容性 (2)數字傳輸:ISDN能夠提供端到端的數字連接。 (3)標准化的介面: (4)使用方便 (5)終端移動性 (6)費用低廉 3.答:① 採用TDMA、CDMA數字蜂窩技術,頻段為450/800/900MHz,主要技術又GSM、IS-54TDMA(DAMPS)等; ② 微蜂窩技術,頻段為1.8/1.9GHz,主要技術基於GSM的GSC1800/1900,或IS-95的CDMA等; ③ 通用分組無線業務(Gerneral Packet Radio Service,GPRS)可在GSM行動電話網上收、發話費增值業務,支持數據接入速率最高達171.2Kbps,可完全支持瀏覽Internet的 Web站點。 CH6答案 一.填空題 1.unix 、linux、Netware、Windows Server系列 2.列印服務 通信服務 網路管理 二.選擇題 DBCAC 三.問答題 1.答:①從體系結構的角度看,當今的網路操作系統可能不同於一般網路協議所需的完整的協議通信傳輸功能。 ②從操作系統的觀點看,網路操作系統大多是圍繞核心調度的多用戶共享資源的操作系統。 ③從網路的觀點看,可以將網路操作系統與標準的網路層次模型作以比較。 2.答:網路操作系統除了應具有通常操作系統應具有的處理機管理、存儲器管理、設備管理和文件管理外,還應具有以下兩大功能: ①提供高效、可靠的網路通信能力; ②提供多種網路服務功能,如遠程作業錄入並進行處理的服務功能;文件傳輸服務功能;電子郵件服務功能;遠程列印服務功能等。
⑦ 《計算機網路》第二章 作業參考答案
計算機網路習題:假定要用3kHz帶寬的電話信道傳送64kb/s的數據(無差錯傳輸),試問這個信道應具有多高的信噪比?
⑧ 《計算機網路基礎》第二版的課後試題答案
是 謝希仁 那版么???
⑨ 計算機網路設計教程(第二版)習題解答陳明
網路工程需求分析完成後,應形成網路工程需求分析報告書,與用戶交流、修改,並通過用戶方組織的評審。網路工程設計方要根據評審意見,形成可操作和可行性的階段網路工程需求分析報告。有了網路工程需求分析報告,網路系統方案設計階段就會「水到渠成」。網路工程設計階段包括確定網路工程目標與方案設計原則、通信平台規劃與設計、資源平台規劃與設計、網路通信設備選型、網路伺服器與操作系統選型、綜合布線網路選型和網路安全設計等內容。
2.1
網路工程目標和設計原則
1.網路工程目標
一般情況下,對網路工程目標要進行總體規劃,分步實施。在制定網路工程總目標時應確定採用的網路技術、工程標准、網路規模、網路系統功能結構、網路應用目的和范圍。然後,對總體目標進行分解,明確各分期工程的具體目標、網路建設內容、所需工程費用、時間和進度計劃等。
對於網路工程應根據工程的種類和目標大小不同,先對網路工程有一個整體規劃,然後在確定總體目標,並對目標採用分步實施的策略。一般我們可以將工程分為三步。
1)
建設計算機網路環境平台。
2) 擴大計算機網路環境平台。
3)
進行高層次網路建設。
2.網路工程設計原則
網路信息工程建設目標關繫到現在和今後的幾年內用戶方網路信息化水平和網上應用系統的成敗。在工程設計前對主要設計原則進行選擇和平衡,並排定其在方案設計中的優先順序,對網路工程設計和實施將具有指導意義。
1)
實用、好用與夠用性原則
計算機與外設、伺服器和網路通信等設備在技術性能逐步提升的同時,其價格卻在逐年或逐季下降,不可能也沒必要實現所謂「一步到位」。所以,網路方案設計中應採用成熟可靠的技術和設備,充分體現「夠用」、「好用」、「實用」建網原則,切不可用「今天」的錢,買「明、後天」才可用得上的設備。
2)
開放性原則
網路系統應採用開放的標准和技術,資源系統建設要採用國家標准,有些還要遵循國際標准(如:財務管理系統、電子商務系統)。其目的包括兩個方面:第一,有利於網路工程系統的後期擴充;第二,有利於與外部網路互連互通,切不可「閉門造車」形成信息化孤島。
3)
可靠性原則
無論是企業還是事業,也無論網路規模大小,網路系統的可靠性是一個工程的生命線。比如,一個網路系統中的關鍵設備和應用系統,偶爾出現的死鎖,對於政府、教育、企業、稅務、證券、金融、鐵路、民航等行業產生的將是災難性的事故。因此,應確保網路系統很高的平均無故障時間和盡可能低的平均無故障率。
4)
安全性原則
網路的安全主要是指網路系統防病毒、防黑客等破壞系統、數據可用性、一致性、高效性、可信賴性及可靠性等安全問題。為了網路系統安全,在方案設計時,應考慮用戶方在網路安全方面可投入的資金,建議用戶方選用網路防火牆、網路防殺毒系統等網路安全設施;網路信息中心對外的伺服器要與對內的伺服器隔離。
5)
先進性原則
網路系統應採用國際先進、主流、成熟的技術。比如,區域網可採用千兆乙太網和全交換乙太網技術。視網路規模的大小(比如網路中連接機器的台數在250台以上時),選用多層交換技術,支持多層幹道傳輸、生成樹等協議。
6)
易用性原則
網路系統的硬體設備和軟體程序應易於安裝、管理和維護。各種主要網路設備,比如核心交換機、匯聚交換機、接入交換機、伺服器、大功率長延時UPS等設備均要支持流行的網管系統,以方便用戶管理、配置網路系統。
7)
可擴展性原則
網路總體設計不僅要考慮到近期目標,也要為網路的進一步發展留有擴展的餘地,因此要選用主流產品和技術。若有可能,最好選用同一品牌的產品,或兼容性好的產品。在一個系統中切不可選用技術和性能不兼容的產品。比如,對於多層交換網路,若要選用兩種品牌交換機,一定要注意他們的VLAN幹道傳輸、生成樹等協議是否兼容,是否可「無縫」連接。這些問題解決了,可擴展性自然是「水到渠成」。
2.2
網路通信平台設計
1.網路拓撲結構
網路的拓撲結構主要是指園區網路的物理拓撲結構,因為如今的區域網技術首選的是交換乙太網技術。採用乙太網交換機,從物理連接看拓撲結構可以是星型、擴展星型或樹型等結構,從邏輯連接看拓撲結構只能是匯流排結構。對於大中型網路考慮鏈路傳輸的可靠性,可採用冗餘結構。確立網路的物理拓撲結構是整個網路方案規劃的基礎,物理拓撲結構的選擇往往和地理環境分布、傳輸介質與距離、網路傳輸可靠性等因素緊密相關。選擇拓撲結構時,應該考慮的主要因素有以下幾點。
1)
地理環境:不同的地理環境需要設計不同的物理網路拓撲,不同的網路物理拓撲設計施工安裝工程的費用也不同。一般情況下,網路物理拓撲最好選用星型結構,以便於網路通信設備的管理和維護。
2)
傳輸介質與距離:在設計網路時,考慮到傳輸介質、距離的遠近和可用於網路通信平台的經費投入,網路拓撲結構必須具有在傳輸介質、通信距離、可投入經費等三者之間權衡。建築樓之間互連應採用多模或單模光纜。如果兩建築樓間距小於90m,也可以用超五類屏蔽雙絞線,但要考慮屏蔽雙絞線兩端接地問題。
3)
可靠性:網路設備損壞、光纜被挖斷、連接器松動等這類故障是有可能發生的,網路拓撲結構設計應避免因個別結點損壞而影響整個網路的正常運行。若經費允許,網路拓撲結構的核心層和匯聚層,最好採用全冗餘連接,如圖6-1所示。
網路拓撲結構的規劃設計與網路規模息息相關。一個規模較小的星型區域網沒有匯聚層、接入層之分。規模較大的網路通常為多星型分層拓撲結構,如圖6-1所示。主幹網路稱為核心層,用以連接伺服器、建築群到網路中心,或在一個較大型建築物內連接多個交換機配線間到網路中心設備間。連接信息點的「毛細血管」線路及網路設備稱為接入層,根據需要在中間設置匯聚層。
圖6-1
網路全冗餘連接星型拓撲結構圖
分層設計有助於分配和規劃帶寬,有利於信息流量的局部化,也就是說全局網路對某個部門的信息訪問的需求根少(比如:財務部門的信息,只能在本部門內授權訪問),這種情況下部門業務伺服器即可放在匯聚層。這樣局部的信息流量傳輸不會波及到全網。
2.主幹網路(核心層)設計
主幹網技術的選擇,要根據以上需求分析中用戶方網路規模大小、網上傳輸信息的種類和用戶方可投入的資金等因素來考慮。一般而言,主幹網用來連接建築群和伺服器群,可能會容納網路上50%~80%的信息流,是網路大動脈。連接建築群的主幹網一般以光纜做傳輸介質,典型的主幹網技術主要有100Mbps-FX乙太網、l
000Mbps乙太網、ATM等。從易用性、先進性和可擴展性的角度考慮,採用百兆、千兆乙太網是目前區域網構建的流行做法。
3.匯聚層和接入層設計
匯聚層的存在與否,取決於網路規模的大小。當建築樓內信息點較多(比如大於22個點)超出一台交換機的埠密度,而不得不增加交換機擴充埠時,就需要有匯聚交換機。交換機間如果採用級連方式,則將一組固定埠交換機上聯到一台背板帶寬和性能較好的匯聚交換機上,再由匯聚交換機上聯到主幹網的核心交換機。如果採用多台交換機堆疊方式擴充埠密度,其中一台交換機上聯,則網路中就只有接入層。
接入層即直接信息點,通過此信息點將網路資源設備(PC:等)接入網路。匯聚層採用級連還是堆疊,要看網路信息點的分布情況。如果信息點分布均在距交換機為中心的50m半徑內,且信息點數已超過一台或兩台交換機的容量,則應採用交換機堆疊結構。堆疊能夠有充足的帶寬保證,適宜匯聚(樓宇內)信息點密集的情況。交換機級連則適用於樓宇內信息點分散,其配線間不能覆蓋全樓的信息點,增加匯聚層的同時也會使工程成本提高。
匯聚層、接入層一般採用l00Base-Tx快速變換式乙太網,採用10/100Mbps自適應交換到桌面,傳輸介質是超五類或五類雙絞線。Cisco
Catalyst
3500/4000系列交換機就是專門針對中等密度匯聚層而設計的。接入層交換機可選擇的產品根多,但要根據應用需求,可選擇支持l~2個光埠模塊,支持堆疊的接入層變換機。
4.廣域網連接與遠程訪問設計
由於布線系統費用和實現上的限制,對於零散的遠程用戶接入,利用PSTN電話網路進行遠程撥號訪問幾乎是惟一經濟、方便的選擇。遠程撥號訪問需要設計遠程訪問伺服器和Modem設備,並申請一組中繼線。由於撥號訪問是整個網路中惟一的窄帶設備,這一部分在未來的網路中可能會逐步減少使用。遠程訪問伺服器(RAS)和Modem組的埠數目一一對應,一般按一個埠支持20個用戶計算來配置。
廣域網連接是指園區網路對外的連接通道.一般採用路由器連接外部網路。根據網路規模的大小、網路用戶的數量,來選擇對外連接通道的帶寬。如果網路用戶沒有www、E-mail等具有internet功能的伺服器,用戶可以採用ISDN或ADSL等技術連接外網。如果用戶有WWW、E-mail等具有internet功能的伺服器,用戶可採用DDN(或E1)專線連接、ATM交換及永久虛電路連接外網。其連接帶寬可根據內外信息流的大小選擇,比如上網並發用戶數在150~250之問,可以租用2Mbps線路,通過同步口連接Internet。如果用戶與網路接入運營商在同一個城市,也可以採用光纖10Mbps/100Mbps的速率連接Internet。外部線路租用費用一般與帶寬成正比,速度越快費用越高。網路工程設計方和用戶方必須清楚的一點就是,能給用戶方提供多大的連接外網的帶寬受兩個因素的制約,一是用戶方租用外連線路的速率,二是用戶方共享運營商連接Internet的速率。
5.無線網路設計
無線網路的出現就是為了解決有線網路無法克服的困難。無線網路首先適用於很難布線的地方(比如受保護的建築物、機場等)或者經常需要變動布線結構的地方(如展覽館等)。學校也是一個很重要的應用領域,一個無線網路系統可以使教師、學生在校園內的任何地方接入網路。另外,因為無線網路支持十幾公里的區域,因此對於城市范圍的網路接入也能適用,可以設想一個採用無線網路的ISP可以為一個城市的任何角落提供高達10Mbps的互聯網接入。
6.網路通信設備選型
1)
網路通信設備選型原則
2)
核心交換機選型策略
3)
匯聚層/接入層交換機選型策略
4)
遠程接入與訪問設備選型策略
2.3
網路資源平台設計
1.伺服器
2.伺服器子網連接方案
3.網路應用系統
2.4
網路操作系統與伺服器配置
1.網路操作系統選型
目前,網路操作系統產品較多,為網路應用提供了良好的可選擇性。操作系統對網路建設的成敗至天重要,要依據具體的應用選擇操作系統。一般情況下,網路系統集成方在網路工程項目中要完成基礎應用平台以下三層(網路層、數據鏈路層、物理層)的建構。選擇什麼操作系統,也要看網路系統集成方的工程師以及用戶方系統管理員的技術水平和對網路操作系統的使用經驗而定。如果在工程實施中選一些大家都比較生疏的伺服器和操作系統,有可能使工期延長,不可預見性費用加大,可能還要請外援做系統培訓,維護的難度和費用也要增加。
網路操作系統分為兩個大類:即面向IA架構PC伺服器的操作系統族和UNIX操作系統家族。UNIX伺服器品質較高、價格昂貴、裝機量少而且可選擇性也不高,一般根據應用系統平台的實際需求,估計好費用,瞄準某一兩家產品去准備即可。與UNIX伺服器相比,Windows
2000 Advanced Server伺服器品牌和產品型號可謂「鋪天蓋地」,
一般在中小型網路中普遍採用。
同一個網路系統中不需要採用同一種網路操作系統,選擇中可結合Windows 2000 Advanced
Server、Linux和UNIX的特點,在網路中混合使用。通常WWW、OA及管理信息系統伺服器上可採用Windows 2000 Advanced
Server平台,E-mail、DNS、Proxy等Internet應用可使用Linux/UNIX,這樣,既可以享受到Windows 2000 Advanced
Server應用豐富、界面直觀、使用方便的優點,又可以享受到Linux/UNIX穩定、高效的好處。
2.Windows 2000 Server
伺服器配置
首先,應根據需求階段的調研成果,比如網路規模、客戶數量流量、資料庫規模、所使用的應用軟體的特殊要求等,決定Windows 2000
Advanced Server伺服器的檔次、配置。例如,伺服器若是用於部門的文件列印服務,那麼普通單處理器Windows 2000Advanced
Server伺服器就可以應付自如;如果是用於小型資料庫伺服器,那麼伺服器上至少要有256MB的內存:作為小型資料庫伺服器或者E-mail、Internet伺服器,內存要達到512MB,而且要使用ECC內存。對於中小型企業來說,一般的網路要求是有數十個至數百個用戶,使用的資料庫規模不大,此時選擇部門級伺服器。1路至2路CPU、512-1024MB
ECC內存、三個36GB(RAID5)或者五個36GB硬碟(RAID5)可以充分滿足網路需求。如果希望以後擴充的餘地大一些,或者伺服器還要做OA伺服器、MIS伺服器,網路規模比較大,用戶數據量大,那麼最好選擇企業級伺服器,即4路或8路SMP結構,帶有熱插拔RAID磁碟陣列、冗餘風扇和冗餘電源的系統。
其次,選擇Windows
2000 Advanced Server伺服器時,對伺服器上幾個關鍵部分的選取一定要把好關。因為Windows 2000 Advanced
Server雖然是兼容性相對不錯的操作系統,但兼容並不保證100%可用。Windows 2000 Advanced
Server伺服器的內存必須是支持ECC的,如果使用非ECC的內存,SQL資料庫等應用就很難保證穩定、正常地運行。Windows 2000 Advanced
server伺服器的主要部件(如主板、網卡)一定要是通過了微軟Windows 2000 Advanced Server認證的。只有通過了微軟Windows
2000 Advanced Server部件認證的產品才能保證其在Windows 2000 Advanced
Server下的100%可用性。另外,就是伺服器的電源是否可靠,因為伺服器不可能是跑幾天歇一歇的。
第三,在升級已有的windows 2000
Advanced Server伺服器時.則要仔細分析原有網路伺服器的瓶頸所在,此時可簡單利用Windows 2000 Advanced
Server系統中集成的軟體工具,比如Windows 2000 Advanced
Server系統性能監視器等。查看系統的運行狀況,分析系統各部分資源的使用情況。一般來說,可供參考的Windows 2000 Advanced
Server伺服器系統升級順序是擴充伺服器內存容量、升級伺服器處理器、增加系統的處理器數目。之所以這樣是因為,對於Windows 2000 Advanced
Server伺服器上的典型應用(如SQL資料庫、OA伺服器)來說,這些服務佔用的系統主要資源開銷是內存開銷,對處理器的資源開銷要求並小多,通過擴充伺服器內存容量提高系統的可用內存資源,將大大提高伺服器的性能。反過來,由於多處理器系統其本身佔用的系統資源開銷大大高於單處理器的佔用。所以相對來說,增加系統處理器的升級方案,其性價比要比擴充內存容量方案差。因此,要根據網路應用系統實際情況來確定增加伺服器處理器的數目,比如網路應用伺服器要處理大量的並發訪問、復雜的演算法、大量的數學模型等。
3.伺服器群的綜合配置與均衡
我們所謂的PC伺服器、UNIX伺服器、小型機伺服器,其概念主要限於物理伺服器(硬體)范疇。在網路資源存儲、應用系統集成中。通常將伺服器硬體上安裝各類應用系統的伺服器系統冠以相應的應用系統的名字,如資料庫伺服器、Web伺服器、E-mail伺服器等,其概念屬於邏輯伺服器(軟體)范疇。根據網路規模、用戶數量和應用密度的需要,有時一台伺服器硬體專門運行一種服務,有時一台伺服器硬體需安裝兩種以上的服務程序,有時兩台以上的伺服器需安裝和運行同一種服務系統。也就是說,伺服器與其在網路中的職能並不是一一對麻的。網路規模小到只用l至2台伺服器的區域網,大到可達十幾台至數十台的企業網和校園網,如何根據應用需求、費用承受能力、伺服器性能和不同服務程序之間對硬體佔用特點、合理搭配和規劃伺服器配製,最大限度地提高效率和性能的基礎上降低成本,是系統集成方要考慮的問題。
有關伺服器應用配置與均衡的建議如下。
1)
中小型網路伺服器應用配置
2)
中型網路伺服器應用配置
3)
大中型網路或ISP/ICP的伺服器群配置
2.5
網路安全設計
網路安全體系設計的重點在於根據安全設計的基本原則,制定出網路各層次的安全策略和措施,然後確定出選用什麼樣的網路安全系統產品。
1.網路安全設計原則
盡管沒有絕對安全的網路,但是,如果在網路方案設計之初就遵從一些安全原則,那麼網路系統的安全就會有保障。設計時如不全面考慮,消極地將安全和保密措施寄託在網管階段,這種事後「打補丁」的思路是相當危險的。從工程技術角度出發,在設計網路方案時,應該遵守以下原則。
1)
網路安全前期防範
強調對信息系統全面地進行安全保護。大家都知道「木桶的最大容積取決於最短的一塊木板」,此道理對網路安全來說也是有效的。網路信息系統是一個復雜的計算機系統,它本身在物理上、操作上和管理上的種種漏洞構成了系統的安全脆弱性,尤其是多用戶網路系統自身的復雜性、資源共享性,使單純的技術保護防不勝防。攻擊者使用的是「最易滲透性」,自然在系統中最薄弱的地方進行攻擊。因此,充分、全面、完整地對系統的安全漏洞和安全威脅進行分析、評估和檢測(包括模擬攻擊),是設計網路安全系統的必要前提條件。
2)
網路安全在線保護
強調安全防護、監測和應急恢復。要求在網路發生被攻擊、破壞的情況下,必須盡可能快地恢復網路信息系統的服務。減少損失。所以,網路安全系統應該包括3種機制:安全防護機制、安全監測機制、安全恢復機制。安全防護機制是根據具體系統存在的各種安全漏洞和安全威脅採取的相應防護措施,避免非法攻擊的進行:安全監測機制是監測系統的運行,及時發現和制止對系統進行的各種攻擊;安全恢復機制是在安全防護機制失效的情況下,進行應急處理和及時地恢復信息,減少攻擊的破壞程度。
3)
網路安全有效性與實用性
網路安全應以不能影響系統的正常運行和合法用戶方的操作活動為前提。網路中的信息安全和信息應用是一對矛盾。一方面,為健全和彌補系統缺陷的漏洞,會採取多種技術手段和管理措施:另一方面,勢必給系統的運行和用戶方的使用造成負擔和麻煩,「越安全就意味著使用越不方便」。尤其在網路環境下,實時性要求很高的業務不能容忍安全連接和安全處理造成的時延。網路安全採用分布式監控、集中式管理。
4)
網路安全等級劃分與管理
良好的網路安全系統必然是分為不同級別的,包括對信息保密程度分級(絕密、機密、秘密、普密),對用戶操作許可權分級(面向個人及面向群組),對網路安全程度分級(安全子網和安全區域),對系統結構層分級(應用層、網路層、鏈路層等)的安全策略。針對不同級別的安全對象,提供全面的、可選的安全演算法和安全體制,以滿足網路中不同層次的各種實際需求。
網路總體設計時要考慮安全系統的設計。避免因考慮不周,出了問題之後「拆東牆補西牆」的做法。避免造成經濟上的巨大損失,避免對國家、集體和個人造成無法挽回的損失。由於安全與保密問題是一個相當復雜的問題。因此必須注重網路安全管理。要安全策略到設備、安全責任到人、安全機制貫穿整個網路系統,這樣才能保證網路的安全性。
5)
網路安全經濟實用
網路系統的設計是受經費限制的。因此在考慮安全問題解決方案時必須考慮性能價格的平衡,而且不同的網路系統所要求的安全側重點各不相同。一般園區網路要具有身份認證、網路行為審計、網路容錯、防黑客、防病毒等功能。網路安全產品實用、好用、夠用即可。
2.網路信息安全設計與實施步驟
第一步、確定面臨的各種攻擊和風險。
第二步、確定安全策略。
安全策略是網路安全系統設計的目標和原則,是對應用系統完整的安全解決方案。安全策略的制定要綜合以下幾方面的情況。
(1)
系統整體安全性,由應用環境和用戶方需求決定,包括各個安全機制的子系統的安全目標和性能指標。
(2)
對原系統的運行造成的負荷和影響(如網路通信時延、數據擴展等)。
(3) 便於網路管理人員進行控制、管理和配置。
(4)
可擴展的編程介面,便於更新和升級。
(5) 用戶方界面的友好性和使用方便性。
(6)
投資總額和工程時間等。
第三步、建立安全模型。
模型的建立可以使復雜的問題簡化,更好地解決和安全策略有關的問題。安全模型包括網路安全系統的各個子系統。網路安全系統的設計和實現可以分為安全體制、網路安全連接和網路安全傳輸三部分。
(1)
安全體制:包括安全演算法庫、安全信息庫和用戶方介面界面。
(2) 網路安全連接:包括安全協議和網路通信介面模塊。
(3)
網路安全傳輸:包括網路安全管理系統、網路安全支撐系統和網路安全傳輸系統。
第四步、選擇並實現安全服務。
(1)
物理層的安爭:物理層信息安全主要防止物理通路的損壞、物理通路的竊聽和對物理通路的攻擊(干擾等)。
(2)
鏈路層的安全:鏈路層的網路安全需要保證通過網路鏈路傳送的數據不被竊聽。主要採用劃分VLAN(區域網)、加密通信(遠程網)等手段。
(3)網路層的安全:網路層的安全需要保證網路只給授權的客戶使用授權的服務,保證網路傳輸正確,避免被攔截或監聽。
(4)
操作系統的安全:操作系統安全要求保證客戶資料、操作系統訪問控制的安令,同時能夠對該操作系統上的應用進行審計。
(5)
應用平台的安全:應用平台指建立在網路系統之上的應用軟體服務,如資料庫伺服器,電子郵件伺服器,Web伺服器等。由於應用平台的系統非常復雜,通常採用多種技術(如SSL等)來增強應用平台的安全性。
(6)
應用系統的安全:應用系統是為用戶提供服務,應用系統的安全與系統設計和實現關系密切。應用系統使用應用平台提供的安全服務來保證基本安全,如通信內容安全、通信雙方的認證和審計等手段。
第五步、安全產品的選型
網路安全產品主要包括防火牆、用戶身份認證、網路防病系統統等。安全產品的選型工作要嚴格按照企業(學校)信息與網路系統安全產品的功能規范要求,利用綜合的技術手段,對產品功能、性能與可用性等方面進行測試,為企業、學校選出符合功能要求的安全產品。
一個完整的設計方案,應包括以下基本內容:
1.設計總說明
對系統工程起動的背景進行簡要的說明:主要包括:
(1)
技術的普及與應用
(2)
業主發展的需要(對需求分析書進行概括)
2.設計總則
在這一部分闡述整個系統設計的總體原則。主要包括:
(1)
系統設計思想
(2) 總體目標
(3)
所遵循的標准
3.技術方案設計
對所採用的技術進行詳細說明,給出全面的技術方案。主要包括:
(1) 整體設計概要
(2)
設計思想與設計原則
(3) 綜合布線系統設計
(4) 網路系統設計
(5) 網路應用系統平台設計
(6)
伺服器系統安全策略
4.預算
對整個系統項目進行預算。主要內容包括:列出整個系統的設備、材料用量表及費用;成本分析;以綜合單價法給出整個系統的預算表。
5.項目實施管理
對整個項目的實施進行管理控制的方法。主要包括:
(1)
項目實施組織構架及管理
(2) 獎懲體系
(3) 施工方案
(4) 技術措施方案
(5) 項目進度計劃