参考答案:

【问题1】（每空1分，共4分）
（1）A 或 单模光纤
（2）B 或 多模光纤
（3）F 或 5类双绞线
（4）B 或 多模光纤
【问题2】（每空1分，共6分）
（5）C   
（6）B 
（7）D
（8）A   
（9）2 
（10）4
【问题3】（每空1分，共3分）
（11）汇聚层 
（12）核心层
（13）接入层
【问题4】（每空1分，共2分）
（14）2  
（15）2

详细解析:

【问题1】
要解决本题1就要了解各类传输介质的传输特性，具体到本题就要熟悉单模光纤、多模光纤、基带同轴电缆、宽带同轴电缆、1类双绞线、5类双绞线传输速率、传输长度。同时，要细致审题，因为题目给出了一个前提，即“在满足网络功能的前提下，本着最节约成本的布线方式”，因此即要考虑满足功能，又要考虑经济效益。
由于信息中心距图书馆2千米，超出了双绞线、多模光纤的有效传输距离，并且选项中的单模光纤传输距离是最长的，因此（1）选A；图书馆的汇聚交换机置于图书馆主机房内，楼层设备间距图书馆主机房距离均大于200米，故不能选双绞线，且多模光纤比单模光纤便宜，因此（2）选B；PC机器到交换机，目前5类和超5类双绞线使用得最多，因此（3）选F；信息中心距实验楼200米，因此（4）选B。
【问题2】
解决本题，需要了解交换机的几个相关参数。
1.背板带宽：是交换机接口处理器或接口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量。背板带宽标志了交换机总的数据交换能力，也叫交换带宽，一般的交换机的背板带宽从几Gbps到上千Gbps不等。一台交换机的背板带宽越高，所能处理数据的能力就越强，但同时设计成本也会越高。
一般的公式为：背板带宽=端口数×相应端口速率×2（全双工模式）。如果总带宽<=标称背板带宽，那么在背板带宽上是线速的。
2.包转发率
包转发率标志了交换机转发数据包能力的大小。单位一般位pps（包每秒）。
计算公式如下：
包转发率=万兆端口数量×14.88Mpps+千兆端口数量×1.488Mpps+百兆端口数量×0.1488Mpps+其余类型端口数×相应计算方法。如果总速率能<=标称的包转发速率，那么交换机在做第二层交换的时候可以做到线速。
这里以千兆包转发线速为例，解释1.488Mpps的由来。由于包转发线速的衡量标准是以单位时间内发送64byte的数据包（最小包）的个数作为计算基准的。对于千兆以太网来说，计算方法如下：
1，000，000，000bps/8bit/（64＋8＋12）byte=1，488，095pps
说明：当以太网帧为64byte时，需考虑8byte的帧头和12byte的帧间隙的固定开销。故一个线速的千兆以太网端口在转发64byte包时的包转发率为1.488Mpps。
快速以太网的线速端口包转发率正好为千兆以太网的十分之一，为148.8kpps。万兆以太网，一个线速端口的包转发率为14.88Mpps。千兆以太网，一个线速端口的包转发率为1.488Mpps。对于快速以太网，一个线速端口的包转发率为0.1488Mpps。
本题Switch 1需要接入各子单位的千兆网络，需要处理大量数据，因此数据转发量很大。因此选择背板带宽=1.8T的交换机C；Switch 2属于汇聚层交换机，对背板带宽、包转发率要求交高，因此选择交换机B；Switch 3属于接入层交换机，直接接PC，对百兆接口需求量大，因此选择交换机D；Switch 4接多台服务器，由于题目给出服务器流量较大，因此推断服务器均使用千兆的RJ45接口的网卡，因此选择交换机A。

图书馆二层设备间负责1、2层计算机的接入（共48个接入点），四层设备负责3、4、5层计算机的接入（共76个接入点）。根据拓扑，图书馆接入交换机采用GBIC插槽，然后使用多模光纤连接到图书馆汇聚交换机，才根据所选交换机的类型（24个固定的百兆RJ45接口，1个GBIC插槽）判断，所以二层设备最少需要2台，而四层最少需要4台。

【问题3】
根据层次化网络设计的原则，数据包过滤、协议转换应在汇聚层完成；核心层提供高速骨干线路；MAC层过滤和IP地址绑定在接入层完成。
【问题4】
试题的拓扑图中，没有明确防火墙具体位置，但实际上黑框代表的即为防火墙，接两个路由器通向不同的出口。信息中心有两条百兆出口线路，因此防火墙需要2个百兆接口。信息中心共有多台服务器，通过交换机接入防火墙，同时其他单位通过一个千兆口接入防火墙，因此防火墙需要2个千兆接口。