計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化與評估考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪個指標(biāo)主要衡量數(shù)據(jù)從源頭傳輸?shù)侥康牡厮璧臅r間？()A.帶寬(Bandwidth)B.吞吐量(Throughput)C.延遲(Latency)D.抖動(Jitter)2.在網(wǎng)絡(luò)性能評估中，選擇評估工具和方法時，以下哪項不是需要考慮的基本原則？()A.評估結(jié)果的準(zhǔn)確性(Accuracy)B.評估過程對被測網(wǎng)絡(luò)的影響最小化(MinimalImpact)C.評估人員的主觀偏好(SubjectivePreference)D.評估結(jié)果的代表性和可重復(fù)性(Representativeness&Reproducibility)3.當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞時，以下哪種TCP擁塞控制算法會逐漸增加擁塞窗口大小，以探索可用帶寬？()A.快速重傳(FastRetransmit)B.快速恢復(fù)(FastRecovery)C.慢啟動(SlowStart)D.擁塞避免(CongestionAvoidance)4.用于測量網(wǎng)絡(luò)路徑上跳數(shù)以及探測路由延遲的工具是？()A.`iperf`B.`ping`C.`netcat`D.Wireshark5.QoS(QualityofService)技術(shù)主要目的是什么？()A.減少網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)包數(shù)量(ReducePacketVolume)B.保證網(wǎng)絡(luò)連接的持續(xù)可用性(EnsureNetworkAvailability)C.為不同類型的網(wǎng)絡(luò)流量提供差異化服務(wù)(ProvideDifferentiatedServices)D.自動修復(fù)網(wǎng)絡(luò)物理故障(AutomaticallyRepairPhysicalFailures)6.網(wǎng)絡(luò)吞吐量通常指的是？()A.網(wǎng)絡(luò)接口卡的最大數(shù)據(jù)傳輸速率(MaximumDataTransferRate)B.單位時間內(nèi)成功通過網(wǎng)絡(luò)接口的數(shù)據(jù)量(SuccessfullyTransmittedDataVolumeperUnitTime)C.網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)包的傳播速度(DataPacketPropagationSpeed)D.網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中數(shù)據(jù)包的延遲時間(DataPacketDelayTime)7.在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中，鏈路聚合（LinkAggregation）的主要目的是什么？()A.增加網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的復(fù)雜性(IncreaseProtocolComplexity)B.提高網(wǎng)絡(luò)帶寬或增加冗余(IncreaseBandwidthorRedundancy)C.降低網(wǎng)絡(luò)延遲到最低(ReduceLatencytoMinimum)D.減少網(wǎng)絡(luò)管理員的配置工作量(ReduceNetworkAdminConfigurationWork)8.如果一個實時語音通話的網(wǎng)絡(luò)連接中，數(shù)據(jù)包的到達(dá)時間間隔變化很大，這可能會導(dǎo)致什么問題？()A.吞吐量下降(DecreasedThroughput)B.帶寬浪費(WastedBandwidth)C.通話質(zhì)量下降，出現(xiàn)卡頓(DeterioratedCallQuality,Jitter)D.網(wǎng)絡(luò)延遲突然增大(SuddenIncreaseinNetworkDelay)9.使用`traceroute`命令時，如果某個路由器的響應(yīng)時間變得非常長或超時，這通常指示什么？()A.該路由器正在執(zhí)行數(shù)據(jù)包過濾(TheRouterisExecutingPacketFiltering)B.該路由器可能存在故障或配置不當(dāng)(TheRoutermaybeFaultyorMisconfigured)C.數(shù)據(jù)包正在被路由器丟棄(PacketsarebeingDiscardedbytheRouter)D.用戶的本地網(wǎng)絡(luò)連接速度變慢(User'sLocalNetworkConnectionSpeedisSlowingDown)10.緩存（Caching）技術(shù)作為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化手段，主要利用了什么原理？()A.利用網(wǎng)絡(luò)帶寬進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸(UtilizingNetworkBandwidthforDataTransfer)B.增加網(wǎng)絡(luò)設(shè)備處理能力(IncreasingNetworkDeviceProcessingCapacity)C.存儲重復(fù)或頻繁訪問的數(shù)據(jù)副本，減少重復(fù)傳輸(StoringCopiesofRepetitiveorFrequentlyAccessedDatatoReduceRedundantTransmission)D.延長網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的使用壽命(ExtendingNetworkDeviceLifespan)二、填空題（每空2分，共20分）1.衡量網(wǎng)絡(luò)連接穩(wěn)定性的指標(biāo)通常是________。2.網(wǎng)絡(luò)性能評估中，需要確保測試環(huán)境能夠代表網(wǎng)絡(luò)正常運行時的狀態(tài)，這體現(xiàn)了評估的________原則。3.TCP協(xié)議通過________機(jī)制來應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)擁塞現(xiàn)象。4.除了延遲和帶寬，常用的網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)還包括________、丟包率和________。5.在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中，通過為不同優(yōu)先級的服務(wù)流量分配不同的網(wǎng)絡(luò)資源，以保障關(guān)鍵業(yè)務(wù)性能的技術(shù)稱為________。6.如果網(wǎng)絡(luò)中存在大量數(shù)據(jù)包丟失，除了檢查鏈路質(zhì)量，還需要考慮是否存在嚴(yán)重的________。7.常用的網(wǎng)絡(luò)性能評估工具`iperf`主要用于測試網(wǎng)絡(luò)的________。8.負(fù)載均衡技術(shù)可以通過分配流量到多個服務(wù)器或路徑來________單個節(jié)點的壓力，從而優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能。9.網(wǎng)絡(luò)抖動指的是________隨時間的變化程度。10.應(yīng)用層優(yōu)化技術(shù)如CDN（內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)）主要通過在靠近用戶的地點部署緩存服務(wù)器來減少________。三、簡答題（每題5分，共15分）1.簡述網(wǎng)絡(luò)延遲（Latency）包含的幾個主要組成部分。2.簡要說明為什么在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)性能評估時，需要考慮評估的代表性原則？3.簡述QoS機(jī)制中的優(yōu)先級隊列（PriorityQueuing）的基本工作原理。四、計算題（共10分）假設(shè)一個網(wǎng)絡(luò)路徑的延遲測量結(jié)果如下：*跳1(主機(jī)A到路由器R1):2ms*跳2(路由器R1到路由器R2):5ms*跳3(路由器R2到路由器R3):3ms*跳4(路由器R3到主機(jī)B):4ms請計算：1.從主機(jī)A到主機(jī)B的往返延遲（Round-TripTime,RTT）是多少？2.如果數(shù)據(jù)包大小為1500字節(jié)（假設(shè)每字節(jié)需要8比特），在上述路徑上傳輸該數(shù)據(jù)包的理論單向延遲是多少？（不考慮網(wǎng)絡(luò)層頭部開銷，光速假設(shè)為2*10^8m/s，鏈路帶寬為1Gbps）五、綜合應(yīng)用題（共35分）背景：某公司部署了一個新的網(wǎng)絡(luò)，連接了分布在三個不同樓層的辦公區(qū)（A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)），并在核心交換機(jī)部署了路由協(xié)議。近期用戶反饋內(nèi)部文件傳輸速度較慢，尤其是在A區(qū)向C區(qū)傳輸大文件時，感覺非?？D。網(wǎng)絡(luò)管理員使用`ping`命令測試A區(qū)到C區(qū)的延遲，發(fā)現(xiàn)平均延遲約為50ms，抖動也較大，但`ping`的丟包率很低。問題：1.根據(jù)描述，分析可能造成A區(qū)到C區(qū)文件傳輸速度慢和抖動大的幾個潛在原因。（至少列出三個）2.管理員計劃進(jìn)行更詳細(xì)的性能評估和診斷。請列舉至少三種他可以使用的網(wǎng)絡(luò)性能評估工具或方法，并簡要說明每種工具/方法可以提供哪些信息來幫助定位問題？（例如：使用`traceroute`可以查看路徑和各節(jié)點延遲等）3.假設(shè)通過評估發(fā)現(xiàn)，A區(qū)到C區(qū)的數(shù)據(jù)流量在經(jīng)過核心交換機(jī)時，由于隊列擁塞導(dǎo)致延遲增大和抖動。請?zhí)岢鲋辽賰煞N可能的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案來改善A區(qū)到C區(qū)的文件傳輸性能，并簡要說明其原理。4.如果決定采用QoS技術(shù)來保障文件傳輸?shù)膬?yōu)先級，請簡述可以如何配置QoS策略（例如：分類、標(biāo)記、隊列、調(diào)度算法等），以優(yōu)先處理A區(qū)到C區(qū)的文件傳輸流量。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.C4.B5.C6.B7.B8.C9.B10.C二、填空題1.可用性(或Uptime)2.代表性3.擁塞控制4.吞吐量,抖動5.服務(wù)質(zhì)量(QoS)6.擁塞(或Congestion)7.吞吐量(或Bandwidth)8.分散(或Distribute)9.單位時間內(nèi)數(shù)據(jù)包到達(dá)時間的差異(或TimeVariationofPacketArrivalIntervals)10.延遲(或Latency)三、簡答題1.網(wǎng)絡(luò)延遲（Latency）通常包含傳播延遲（PropagationDelay，信號傳播所需時間）、傳輸延遲（TransmissionDelay，數(shù)據(jù)塊進(jìn)入鏈路所需時間）、處理延遲（ProcessingDelay，路由器處理分組頭部并決定轉(zhuǎn)發(fā)路徑所需時間）和排隊延遲（QueuingDelay，分組在路由器輸入/輸出隊列中等待的時間）。2.評估的代表性原則要求網(wǎng)絡(luò)性能評估的環(huán)境、條件和測試數(shù)據(jù)能夠真實反映網(wǎng)絡(luò)在實際運行中的狀態(tài)。如果不具代表性，評估結(jié)果可能無法準(zhǔn)確反映用戶的實際體驗，或者基于此結(jié)果進(jìn)行的優(yōu)化可能無效甚至有害。因此，評估必須模擬實際工作負(fù)載和典型網(wǎng)絡(luò)狀況，以確保評估的有效性和指導(dǎo)性。3.優(yōu)先級隊列（PriorityQueuing）是一種QoS機(jī)制，它將到達(dá)的數(shù)據(jù)包根據(jù)其優(yōu)先級標(biāo)記（如差分服務(wù)代碼點DSCP值或IP優(yōu)先級位）分配到不同的隊列中。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞，鏈路出口速率不足以立即發(fā)送所有數(shù)據(jù)包時，優(yōu)先級隊列會優(yōu)先處理和發(fā)送高優(yōu)先級隊列中的數(shù)據(jù)包，而將低優(yōu)先級隊列的數(shù)據(jù)包暫時延遲。這樣可以確保關(guān)鍵或?qū)崟r業(yè)務(wù)（如語音、視頻）的服務(wù)質(zhì)量，但可能犧牲低優(yōu)先級業(yè)務(wù)的性能。四、計算題1.RTT=2ms+5ms+3ms+4ms+2ms=16ms2.傳輸延遲=數(shù)據(jù)包字節(jié)數(shù)/鏈路帶寬*數(shù)據(jù)包比特數(shù)=1500字節(jié)*8比特/字節(jié)=12000比特*鏈路帶寬=1Gbps=10^9比特/秒*傳輸延遲=12000比特/(10^9比特/秒)=0.012秒=12ms*理論單向延遲=(傳播延遲+傳輸延遲)/2*假設(shè)鏈路長度為L，則傳播延遲=L/(光速2*10^8m/s)*由于未給出鏈路長度L，無法計算精確的傳播延遲，但可以表示為L/(2*10^8)秒。*理論單向延遲≈(L/(2*10^8)+12*10^-3)/2秒*如果假設(shè)L=1000km=10^6m，則傳播延遲=10^6/(2*10^8)=0.005秒=5ms。*理論單向延遲≈(5*10^-3+12*10^-3)/2=8.5*10^-3秒=8.5ms。*（注：題目未給鏈路長度，按常理應(yīng)給，此處按L=1000km計算示例）*最終答案應(yīng)為：理論單向延遲=(L/(2*10^8m/s)+12ms)/2五、綜合應(yīng)用題1.可能原因包括：*核心路由器或交換機(jī)處理能力不足或存在擁塞，導(dǎo)致A區(qū)到C區(qū)的文件傳輸流量排隊延遲增大。*A區(qū)到C區(qū)的網(wǎng)絡(luò)路徑上存在高延遲或高抖動的鏈路，影響了大文件傳輸?shù)姆€(wěn)定性。*網(wǎng)絡(luò)中可能存在配置不當(dāng)?shù)腝oS策略，無意中降低了文件傳輸流量的優(yōu)先級。*文件傳輸使用的應(yīng)用層協(xié)議本身效率不高，或者網(wǎng)絡(luò)中存在協(xié)議效率問題。*鄰近區(qū)域或其他區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)流量過大，占用了核心鏈路帶寬。2.可以使用的工具/方法及提供的信息：*`iperf`：可以測量端到端的帶寬數(shù)據(jù)傳輸速率，幫助判斷鏈路是否達(dá)到理論帶寬或是否存在瓶頸。提供的信息包括測得的吞吐量、RTT和丟包率。*`traceroute`(或`tracert`)：可以顯示數(shù)據(jù)包從源到目的地所經(jīng)過的路由路徑，以及每個路由節(jié)點的延遲。幫助識別路徑上的高延遲點或潛在故障點。*網(wǎng)絡(luò)抓包工具（如Wireshark）分析：可以捕獲和分析經(jīng)過特定網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如核心交換機(jī)）的數(shù)據(jù)包，觀察流量模式、識別協(xié)議類型、檢查QoS標(biāo)記、分析擁塞情況（如丟包、重傳）、計算排隊延遲等。提供的信息非常詳細(xì)，可以深入診斷問題。*網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)控工具（如Nagios,Zabbix,SolarWinds）：可以持續(xù)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵性能指標(biāo)（如接口速率、延遲、丟包率、CPU/內(nèi)存使用率），提供歷史數(shù)據(jù)和趨勢分析，幫助定位周期性問題或性能下降趨勢。3.優(yōu)化方案：*鏈路升級/增加帶寬：如果核心鏈路帶寬不足是瓶頸，最直接的方案是升級鏈路，增加帶寬容量，以承載更高的文件傳輸需求。*部署鏈路聚合（LinkAggregation）：將多條物理鏈路捆綁成一條邏輯鏈路，增加總帶寬，提高帶寬利用率和冗余性。這可以分散流量壓力，減少單條鏈路的擁塞概率。*優(yōu)化路由路徑：檢查當(dāng)前A區(qū)到C區(qū)的路徑是否最優(yōu)，嘗試調(diào)整路由協(xié)議配置（如OSPF或BGP），引導(dǎo)流量走延遲更低或負(fù)載更小的路徑。*實施QoS策略：為文件傳輸流量（例如，基于應(yīng)用端口或協(xié)議類型識別）配置較高的優(yōu)先級，確保在擁塞時能獲得更多的帶寬資源，減少延遲和抖動。4.QoS策略配置：*分類（Classification）：首先需要識別出需要優(yōu)先處理的文件傳輸流量?？梢酝ㄟ^訪問控制列表（ACL）基于源/目的IP地址、源/目的端口號（如FTP的21端口，SSH的22端口，或者大文件傳輸可能使用的特定端口或協(xié)議）、協(xié)議類型（如TCP）等特征來匹配和分類流量