【信息系统项目管理师全链路通关实战】第 03 篇信息技术发展·上——计算机软硬件、网络与灾备本系列定位以软考高级·信息系统项目管理师考试为主线基于官方教程第 4 版清华大学出版社全 24 章按「综合知识 → 案例分析 → 论文」三科组织方法论视角、语言无关每篇含考点精讲 考点热力表 真题风格自测 Mermaid 图解50 篇带你从零到证书。本篇你将学到冯·诺依曼结构五大部件、CPU 组成、存储层次与 RAID 各级别对比操作系统的功能分类与中间件「承上启下」的定位OSI 七层与 TCP/IP 协议族的对应关系、局域网与广域网、IPv6 特性网络存储 DAS/NAS/SAN 三种架构的判别方法灾备核心指标 RTO/RPO 与容灾等级划分学完本篇教程第 2 章前半的综合知识技术题基本稳拿案例分析里「机房建设、存储选型、容灾方案」类技术背景题也能对答如流。考点热力表知识点综合知识案例分析论文计算机组成与存储层次★★☆不考不考RAID 级别与冗余能力★★★★☆☆不考操作系统与中间件★★☆不考不考OSI 七层与 TCP/IP 协议★★★★☆☆不考局域网/广域网/网络互联设备★★☆★☆☆不考IPv6 地址与特性★★★不考不考网络存储 DAS/NAS/SAN★★★★☆☆★☆☆灾备 RTO/RPO 与容灾等级★★★★★☆★☆☆本章是综合知识技术题第一金矿每年稳定 3-5 分案例分析常以「技术方案挑错」形式考存储与灾备。一、计算机软硬件体系1.1 硬件从冯·诺依曼结构说起现代计算机普遍采用冯·诺依曼结构存储程序计算五大部件运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。CPU 运算器 控制器。性能指标常考主频时钟频率与字长一次并行处理的二进制位数如 64 位——注意字长决定「一次处理多宽的数据」不是「内存有多大」。存储器分两级**内存主存**速度快、容量小、断电易失含 RAM断电丢数据与 ROM断电不丢存放引导程序外存速度慢、容量大、非易失。由此形成存储层次寄存器 → Cache → 内存 → 外存自上而下速度递减、容量递增。Cache 用于缓解 CPU 与内存的速度鸿沟是选择题常设陷阱位。1.2 RAID用冗余换可靠**RAID独立磁盘冗余阵列**把多块物理磁盘组合成逻辑盘达到提速与容错的目的。主力级别级别别名冗余能力最少磁盘空间利用率特点RAID 0条带无2100%只提速不容错任一盘坏全阵列亡RAID 1镜像有250%一一备份写性能一般、成本最高RAID 5分布式奇偶校验容 1 块盘故障3(N-1)/N速度与冗余平衡应用最广RAID 6双重奇偶校验容 2 块盘故障4(N-2)/N冗余更强写开销更大RAID 10先镜像后条带有450%性能与可靠性兼得成本高判别技巧「利用率 50% 且允许任意一块盘故障」是 RAID 1「(N-1)/N 且仅容一块盘」是 RAID 5「同时容两块盘」是 RAID 6。星桥项目机房方案评审时专家指出共享交换核心库写密集、故障容忍要求高建议由 RAID 5 改用 RAID 10测试环境仍用 RAID 5 控制成本——这类「技术方案挑错」正是案例分析常考形式。1.3 软件层次与中间件软件分系统软件操作系统、数据库管理系统、语言处理程序与应用软件。操作系统功能包括进程、存储、文件、设备、作业五大管理常见类型有批处理、分时、实时、网络与嵌入式操作系统——「实时」强调规定时间内响应完成「分时」强调多用户轮流使用 CPU两者常被对调设错。中间件位于操作系统与应用软件之间屏蔽底层异构性、实现互操作。典型如消息中间件、事务中间件、远程过程调用中间件。案例背景出现「异构系统对接」技术方案里就应有中间件。计算机系统硬件软件CPU运算器控制器存储器寄存器→Cache→内存→外存输入/输出设备系统软件操作系统、数据库管理系统中间件承上启下、屏蔽异构应用软件面向具体业务二、网络技术2.1 OSI 七层与 TCP/IPOSI 参考模型由 ISO 提出自下而上七层顺序与功能必背层名称核心功能典型设备/协议7应用层面向用户的应用服务HTTP、FTP、SMTP、DNS6表示层数据格式转换、加密压缩JPEG、加密算法5会话层建立、管理、终止会话RPC、SSL 握手4传输层端到端可靠传输TCP、UDP3网络层路由选择、逻辑寻址IP、ICMP路由器2数据链路层成帧、差错检测以太网交换机、网桥1物理层比特流传输中继器、集线器口诀自下而上物、数、网、传、会、表、应。设备与层的对应是高频考法中继器/集线器在物理层网桥/交换机在数据链路层路由器在网络层。实际互联网使用TCP/IP 四层网络接口层对应 OSI 物理层数据链路层网际层对应网络层传输层对应传输层应用层对应会话表示应用三层。TCP 面向连接、可靠UDP 无连接、开销小——「可靠传输」四字只属于 TCP。TCP/IP 协议族4 层OSI 参考模型7 层对应对应对应对应应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应用层HTTP、FTP、SMTP、DNS传输层TCP、UDP网际层IP、ICMP网络接口层2.2 局域网与广域网**局域网LAN**覆盖范围小机房、一栋楼速率高、时延低、单位自建自管。有线主流是以太网IEEE 802.3无线局域网遵循 IEEE 802.11。拓扑常考星型中央节点故障全网瘫痪、总线型、环型与网状。**广域网WAN**覆盖城市、国家乃至全球连接多个局域网。星桥项目「市级政务外网连通市、区、街道三级服务中心」就是典型广域组网场景常见广域技术有 MPLS、SDH 等。2.3 IPv6128 位的地址空间IPv4 地址 32 位、约 43 亿个早已枯竭IPv6 地址 128 位这是最硬的送分考点。五条特性地址 128 位冒号十六进制表示如 2001:db8::1连续零可压缩为「::」且只能出现一次地址空间巨大可为每台设备分配全局地址报头简化固定 40 字节处理效率更高内置 IPSec 支持与更好的服务质量即插即用无状态自动配置天然适配物联网海量接入。过渡技术双栈、隧道了解概念即可。三、网络存储DAS、NAS 与 SAN判别维度是「存储怎么接、谁来管」架构连接方式特点适用场景DAS 直连式存储直接挂到服务器结构简单、成本低不能共享、扩展差小型单机应用NAS 网络附加存储通过局域网接入文件级共享、基于 TCP/IP、即插即用文件共享、办公场景SAN 存储区域网络专用高速网络FC 等块级存储、性能高、集中管理成本高数据库、核心业务一句话区分DAS 挂服务器上NAS 走以太网共享文件SAN 走专用网络提供块存储。NAS 与 SAN 最易混NAS 文件级、走普通局域网SAN 块级、走专用存储网络。星桥落地一网通办应用日志放 DAS办件影像等非结构化文件放 NAS 多机共享核心数据库挂 SAN 并做快照备份。案例分析问「文件共享选什么、数据库选什么」照此作答。四、灾备RTO、RPO 与容灾等级4.1 两个黄金指标RTO恢复时间目标从灾难发生到系统恢复业务功能所允许的最长时间——衡量「多快能恢复」RPO恢复点目标灾难发生后能容忍丢失多长时间的数据——衡量「最多丢多少数据」。记忆诀窍RTO 的 T 是 Time恢复用时RPO 的 P 是 Point数据回退时点。RPO 由备份/复制频率决定每天备份一次最坏丢 24 小时实时同步复制 RPO 趋近 0。RTO 由切换机制决定冷备小时级双活分钟级甚至秒级。两个指标越小灾备等级越高、成本越高——方案选型是在成本与指标之间找平衡。4.2 容灾等级国标《信息安全技术 信息系统灾难恢复规范》GB/T 20988将灾难恢复能力划分为6 个等级第 1-2 级以本地/异地介质备份为主恢复以天计第 3-4 级电子传送备份数据、设备用场地恢复以小时计第 5-6 级实时数据传送与切换第 6 级实现数据零丢失RPO0。RPO 宽松按天计RPO 较严按小时计RPO 接近 0小时级分钟级秒级·RPO0灾备方案设计先定指标RTO 与 RPO介质备份磁带/光盘异地保存电子传送备份中心定时备份网络传送实时数据复制同步/异步复制到异地RTO 要求备用场地备用设备手工切换热备中心自动切换双活数据中心两端同时对外服务星桥灾备设计可作论文素材核心库同步复制到同城灾备中心RPO 趋近 0关键应用热备切换目标 30 分钟内RTO30 分钟非核心数据每日增量备份异地保存RPO24 小时。写质量管理或风险管理论文时这就是「技术措施支撑业务连续性」的现成论据。自测练习真题风格冯·诺依曼计算机结构中CPU 包含的部件是 。A. 运算器和控制器 B. 运算器和存储器C. 控制器和输入设备 D. 存储器和输出设备位于 CPU 与内存之间、用于缓解两者速度差距的是 。A. 寄存器组 B. 高速缓存 Cache C. 外存 D. 虚拟存储器关于 RAID 的说法正确的是 。A. RAID 0 提供镜像冗余任一磁盘损坏数据不丢失B. RAID 1 采用条带化技术磁盘利用率为 100%C. RAID 5 采用分布式奇偶校验允许一块磁盘故障而不丢数据D. RAID 10 的磁盘利用率为 (N-1)/N某 RAID 阵列由 5 块磁盘组成 RAID 5其可用存储容量为 。A. 5 块盘容量之和 B. 4 块盘容量之和 C. 2.5 块盘容量之和 D. 1 块盘容量下列软件中属于中间件的是 。A. 操作系统 B. 消息中间件 C. 文字处理软件 D. BIOS 固件OSI 参考模型中负责路由选择和逻辑寻址的是 。A. 物理层 B. 数据链路层 C. 网络层 D. 传输层在 OSI 参考模型中网桥和交换机工作在 。A. 物理层 B. 数据链路层 C. 网络层 D. 传输层TCP 协议与 UDP 协议相比其主要特点是 。A. 无连接、传输开销小 B. 面向连接、提供可靠传输C. 仅用于局域网 D. 不需要 IP 协议支持IPv6 的地址长度为 位。A. 32 B. 64 C. 128 D. 256关于 IPv6 的特性错误的是 。A. 地址空间巨大 B. 报头简化处理效率更高C. 支持无状态自动配置 D. 地址长度为 64 位存储设备通过 TCP/IP 局域网接入、以文件级方式向多台服务器提供共享服务该架构是 。A. DAS B. NAS C. SAN D. RAID为核心数据库提供块级存储、通过专用高速网络连接服务器与存储设备的架构是 。A. DAS B. NAS C. SAN D. 磁带备份某系统要求灾难发生后最多丢失 5 分钟的数据该指标是 。A. RTO B. RPO C. MTBF D. SLA灾备指标 RTO 的含义是 。A. 恢复点目标容忍丢失数据的时间量B. 恢复时间目标从灾难发生到恢复业务功能的最长时间C. 平均无故障时间D. 系统年平均可用率In a disaster recovery plan, the Recovery Point Objective (RPO) indicates .A. how quickly services must be restoredB. how much data loss can be toleratedC. how many disks are neededD. how often tests are performed答案与解析A。CPU 运算器 控制器。存储器、输入/输出设备是独立部件B、C、D 均混入了非 CPU 部件。B。Cache 位于 CPU 与内存之间。A 寄存器在 CPU 内部C 外存方向反了D 虚拟存储器是内存与外存的逻辑组合。C。RAID 5 分布式奇偶校验、容 1 块盘。A 错RAID 0 无冗余B 张冠李戴镜像与 50% 是 RAID 1条带与 100% 是 RAID 0D 错RAID 10 利用率约 50%。B。RAID 5 牺牲 1 块盘容量存校验信息5 块盘可用容量 4 块盘。A 是 RAID 0D 无对应级别。B。消息中间件是典型中间件。A 是系统软件C 是应用软件D 是硬件固化底层程序。C。网络层负责路由与逻辑寻址。A 传比特流B 成帧与差错检测D 端到端传输。B。网桥与交换机在数据链路层按 MAC 地址转发。物理层是中继器、集线器网络层是路由器。B。TCP 面向连接、可靠。A 是 UDP 特点C 两者都不限局域网D 两者都承载于 IP 之上。C。IPv6 地址 128 位。A 的 32 位是 IPv4。D。IPv6 地址 128 位而非 64 位A、B、C 均为正确特性。B。走局域网、文件级共享是 NAS。A 直连不共享C 走专用网络提供块级存储D 是磁盘阵列技术不是网络存储架构。C。专用高速网络 块级存储是 SAN。A 直连B 走以太网共享文件D 是备份介质。B。「最多丢 5 分钟数据」是数据损失容忍度即 RPO。A 是恢复用时C 是平均无故障时间D 是服务级别协议。B。RTO 恢复时间目标。A 是 RPO 的定义两者最常被对调设错C、D 与 RTO 无关。B。RPO 表示可容忍的数据丢失量A 对应 RTO。英文题抓关键词 Point/data loss 即可定位。本篇小结知识点核心内容冯·诺依曼结构五大部件CPU 运算器 控制器存储层次寄存器 → Cache → 内存 → 外存RAM 易失、ROM 非易失RAIDRAID 0 条带无冗余RAID 1 镜像 50%RAID 5 容 1 盘RAID 10 镜像条带操作系统与中间件五大管理功能中间件承上启下屏蔽异构OSI 七层物、数、网、传、会、表、应交换机链路层、路由器网络层TCP/IP四层结构TCP 面向连接可靠UDP 无连接开销小IPv6128 位地址、冒号十六进制、报头简化、自动配置网络存储DAS 直连、NAS 文件级走以太网、SAN 块级走专用网络灾备RTO 恢复用时、RPO 数据损失量容灾 6 级第 6 级数据零丢失下篇预告第 04 篇信息技术发展·下——新一代信息技术全景大数据 5V、人工智能、区块链、物联网三层架构、云计算 IaaS/PaaS/SaaS、5G 三大场景与边缘计算——综合知识送分题的最大富矿多组对比表帮你一网打尽易混概念。如果本篇内容对你有帮助欢迎点赞收藏有任何疑问欢迎在评论区交流。