阅读以下技术说明，根据要求回答问题1～问题3。
[说明]
某企业根据业务发展需求，建设一个内部专用网络，在网络中拥有4个物理网段，即网段1～网段4。这4个网段直接通过路由器进行连接，其网络拓扑结构如图2-18所示。其中，网段1为整个网络的核心网段，所有的服务器都托管在网段1，而网段2～网段4为普通的工作网段。其中，在网段3中的用户主要使用的应用需求如表2-8所示。
表2-8 网段3的应用需求分析表
| 应用名称 | 平均事务量大小 | 平均用户数 | 平均会话长度 | 每个会话发生的事务数量 | 通信模式 | 备注 |
| OA系统 | 0.03MB | 360 | 1分钟 | 6 | B/S | 该应用服务器放置于网段1 |
| 生产管理系统 | 0.05MB | 270 | 1分钟 | 8 | B/S | 服务器位于网段1，主要用于满足生产工作管理需要 |
| 文件共享服务 | 60MB | 150 | 10分钟 | 1 | C/S | 服务器位于网段1，主要采用Windows网络文件系统提供C/S服务 |
| 电广邮件服务 | 1.5MB | 210 | 1分钟 | 2 | C/S | 用户通过邮件客户端访问放置于网段1中的E-mail服务器 |
| 视频监控 | 210MB | 18 | 0.5分钟 | 1 | P2P | 用户可以互相调阅不同网段的视频监控流，无须经过流媒体服务器的管理 |
| 内部交流 | 0.09MB | 480 | 1分钟 | 6 | P2P | 用户借助于部分局域网通信软件，进行内部交流 |
| 请分析计算网段3中内部交换机Switch4和边界路由器Router3的最小吞吐率，Router3至Switch4之间链路的双向传输带宽。 |
参考答案：
解析：交换机Switch4的最小吞吐率应大于45.90Mbps
边界路由器Router3的最小吞吐率应大于271.66Mbps Router3～Switch4之间上行链路带宽应大于127.62Mbps，下行链路带宽应大于144.04Mbps
[要点解析] 在网络工程的规划与设计过程中，通信规范分析处于第二个阶段，通过分析网络通信流量和通信模式，发现可能导致网络运行瓶颈的关键技术点，从而在设计工作时避免这种情况的发生。通过对通信流量的大小和通信模式的估测和分析，为逻辑设计阶段提供了重要的设计依据。由于网络的复杂性，通信规范分析的成果必然允许存在一定误差，但是这些成果依然可以为设计工作带来很大的便利，以避免设计工作的盲目性。
通常，通信流量分析是从对本地网段上和通过网络骨干某个特定部分的通信流量进行估算开始，可采用如下步骤：
①把网络分成易管理的网段。
②确定个人用户和网段应用的通信流量。
③确定本地和远程网段上的通信流量。
④对每个网段重复步骤①～③。
⑤分析基于各网段信息的广域网和网络骨干的通信流量。
⑥形成通信流量分析报告。本试题的题干描述内容已完成了以上步骤中的①和②两步的工作。第③步的重要任务是，明确存在于本网段内部的通信流量的大小，用于访问其他网段的通信流量的大小。
可根据表2-8计算出应用需要传递信息的速率，其基本计算公式为：应用总信息传输速率=平均事务量大小×每字节位数×每个会话事务数×平均用户数/平均会话长度。据此，表2-8中各服务应用的计算结果如下。
● 办公自动化(OA)系统：0.03×8×6×360/60=8.64Mbps。
● 生产管理系统：0.05×8×8×270/60=14.4Mbps。
● 文件共享服务：60×8×1×150/(10×60)=120Mbps。
● 电子邮件服务：1.5×8×2×210/60=84Mbps。
● 视频监控：210×9×1×18/(0.5×60×60)=16.8Mbps。
● 内部交流：0.09×8×6×480/60=34.56Mbps。
客户机/服务器(C/S)通信模式是指在网络中存在一个服务器和多个客户机，由服务器负责进行应用计算、客户机进行用户交互的通信模式。在该通信模式中，信息流量以双向非对称的方式流动，因此可以分解成客户机至服务器和服务器至客户机两个信息流向，在不同的应用中，这两个流向的通信流量是不同的，因此要分开进行计算。
在电子邮件服务中，客户端借助于SMTP完成向邮件服务器发送大数据量的电子邮件，也可以通过 POP3协议从邮件服务器上获取大数据量的电子邮件；在文件传输(或文件共享)服务中，客户端既可以借助于FTP协议向文件服务器上传文件，也可以借助于同样的协议下载文件。因此这两类应用服务属于双向流量大类型，在网段流量分布上应用的总流量在两个方向上各占50%。
在浏览器/服务器(B/S)通信模式中，存在应用服务器和多个客户机之间的通信及应用服务器和数据库服务器之间的通信。可以将应用服务器与客户机之间的通信看成是一个典型的C/S通信模式，而将应用服务器与数据库服务器之间的通信看成是一个只有一台客户机(应用服务器被看成客户机)的C/S通信模式。通常，应用服务器与客户机之间的通信模式属于“服务器至客户机流量大”的类型；而应用服务器与数据库之间的通信模式属于“双向流量大”的类型。因此，对于属于B/S模式的办公自动化系统、生产管理系统，在估算通信流量时客户机至应用服务器按20%进行估算，应用服务器至客户机按80%进行估算。
内部交流主要发生在本网段内部，不产生外部流量。视频监控所产生的流量主要是根据用户在网段比例进行相关计算。在图2-18网络拓扑结构中，网段2～网段4均为普通的工作网段，且这3个工作网段基本是类似网段，用户在这3个网段的分布基本一致，因此网段3所承担的各应用的比例都是1/3，各应用的信息传递速率是总速率的1/3。因此，对于视频监控这一应用服务，本网段内部用户数量为总用户的1/3，而其他网段则占2/3。
基于以上分析，各种应用服务在网段3中的通信流量分布情况如表2-11所示。
表2-11 网段3应用流量分布表
| 应用名称 | 通信模式 | 通信流 | 网段分布 | 源网段 | 目的网段 | 估算流量/Mbps |
| OA系统 | B/S | ①C→S | 流出本网段 | 3 | 1 | 8.64×20％=1.728 |
| ②S→C | 流入本网段 | 1 | 3 | 8.64×80％=6.912 | ||
| 生产管理系统 | B/S | ①C→S | 流出本网段 | 3 | 1 | 14.4×20％=2.88 |
| ②S→C | 流入本网段 | 1 | 3 | 14.4×80％=11.52 | ||
| 文件共享服务 | C/S | ①C→S | 流出本网段 | 3 | 1 | 120×50％=60 |
| ②S→C | 流入本网段 | 1 | 3 | 120×50％=60 | ||
| 电子邮件服务 | C/S | ①C→S | 流出本网段 | 3 | 1 | 84×50％=42 |
| ②S→C | 流入本网段 | 1 | 3 | 84×50％=42 | ||
| 视频监控 | P2P | P2P流 | 流出本网段 | 3 | 2、4 | 16.8×66.7％=11.2 |
| P2P流 | 网段内部 | 3 | 3 | 16.8×33.3％=5.6 | ||
内部交流 | P2P | P2P流 | 网段内部 | 3 | 3 | 34.56×100％=34.56 |
表2-12 网段3总流量分布表
| 流量分布 | 源网段 | 目的网段 | 应用总流量/Mbps | 网络总流量/Mbps |
| 访问网段1的服务器 | 3 | 1 | 1.728+2.88+60+42=106.068 | 106.068×64/56≈121.22 |
| 服务器反馈 | 1 | 3 | 6.912+11.52+60+42=120.432 | 120.432×64/56≈137.64 |
| 本网段内部 | 3 | 3 | 5.6+34.56=40.16 | 40.16×64/56≈45.90 |
| 外部P2P | 3 | 2、4 | 11.2 | 11.2×64/56=12.8 |