计算机网络第六版第一章部分习题解答

1-03试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。答：

（1）电路交换：端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高；

（2）报文交换：无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速；

（3）分组交换：具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。

1-10 试在下列条件下比较电路交换和分组交换。要传送的报文共x （bit）。从源点到终点共经过k段链路，每段链路的传播时延为d （s），数据率为c(b/s)。在电路交换时电路的建立时间为s(s)。在分组交换时分组长度为p(bit)，且各结点的排队等待时间可忽略不计。问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？（提示：画一下草图观察k段链路共有几个结点。）

答：

对电路交换，当t=s时，链路建立；

当t=s+x/c，发送完最后1bit；

当t=s+x/c+kd，所有的信息到达目的地。

对分组交换，当t=x/c，发送完最后1bit；

为到达目的地，最后一个分组需经过k-1个分组交换机的转发，

每次转发的时间为p/c，

所以总的延迟= x/c+(k-1)p/c+kd

所以当分组交换的时延小于电路交换时，x/c+(k-1)p/c+kd＜

s+x/c+kd，

即(k-1)p/c＜s

电路交换延时=接入延时+传输延时+转发延时

分组交换延时=传输延时+储存转发延时

传输延时是指在传输链路上传输所消耗的时间

转发延时是指在每段链路上的延时，每经过一个结点都会出现延时，就像过国道上的检查站一样。

电路交换是传送之前把各个结点都打通，就需要预先分配宽带，然后整体发送，既然开始就把结点都打通了，发送的时候当然不需要在各个结点等待了啦。

而分组交换则是将分组数据传送到相邻结点存储下来在查找转发表

转发到下个结点，这就产生了时延。

打个比方，你有一堆货在仓库A（相当于开始要发送的数据），然后来了m辆货车分别装车（这就相当于数据分组了），然后在将货运送到仓库B，货车同时出发（相当于分组数据同时发送），货车们每过一个检查站（结点）前都要在休息区休整一段时间（储存），然后检查出发（转发）

所谓链路就是从一个结点到相邻结点的一段物理线路，而中间没有任何其他的交换结点。

（link）

补充：在进行数据通信时，两个计算机之间的通信路径往往要经过许多段这样的链路。可见链路只是一条路径的组成部分。

1-11在上题的分组交换网中，设报文长度和分组长度分别为x和(p+h)(bit),其中p为分组的数据部分的长度，而h为每个分组所带的控制信息固定长度，与p的大小无关。通信的两端共经过k段链路。链路的数据率为b(b/s)，但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计。若打算使总的时延为最小，问分组的数据部分长度p应取为多大？（提示：参考图1-12的分组交换部分，观察总的时延是由哪几部分组成。）

答：

总时延t表达式，分组交换时延为：t= kd+(x/p)*((p+h)/b)+ (k-1)*(p+h)/b t对p求导后，令其值等于0，求得p=[(xh)/(k-1)]^0.5

1-17 收发两端之间的传输距离为1000km，信号在媒体上的传播速率为2×10^8m/s。试计算以下两种情况的发送时延和传播时延：（1）数据长度为10^7bit,数据发送速率为100kb/s。

（2）数据长度为10^3bit,数据发送速率为1Gb/s。从上面的计算中可以得到什么样的结论？

解：（1）发送时延：ts=10^7/10^5=100s 传播时延tp=10^6/(2×10^8)=0.005s propagate传播

（2）发送时延ts =10^3/10^9=1μs 传播时延：tp=10^6/(2×10^8)=0.005s

结论：若数据长度大而发送速率低，则在总的时延中，发送时延往往大于传播时延。但若数据长度短而发送速率高，则传播时延就可能是总时延中的主要成分。

1-18 假设信号在媒体上的传播速度为2×10^8m/s.媒体长度L分别为：（1）10cm（网络接口卡）（2）100m（局域网）（3）100km（城域网）（4）5000km（广域网）

试计算出当数据率为1Mb/s和10Gb/s时在以上媒体中正在传播的比特数。

解：（1）传播时延=0.1/(2×10^8)=5×10^(-10)

1Mb/s:比特数=5×10^(-10)×1×10^6=5×10^(-4)

1Gb/s: 比特数=5×10^(-10)×1×10^9=5×10^(-1)

（2）传播时延=100/(2×10^8)=5×10^(-7)

1Mb/s:比特数=5×10^(-7)×1×10^6=5×10^(-1)

1Gb/s: 比特数=5×10^(-7)×1×10^9=5×10^2

(3)传播时延=1*10^5/(2×10^8)=5×10^(-4)

1Mb/s:比特数=5×10^(-4)×1×10^6=5×10^2

1Gb/s: 比特数=5×10^(-4)×1×10^9=5×10^5

(4)1Mb/s: 传播时延=5*10^6/(2×10^8)=2.5×10^(-2) 比特数=2.5×10^(-2)×1×10^6=5×10^4

1Gb/s: 比特数=2.5×10^(-2)×1×10^9=5×10^7

1-22 网络协议的三个要素是什么？各有什么含义？

答：

(1) 语义。语义是解释控制信息每个部分的意义。它规定了需要发出何种控制信息，以及完成的动作与做出什么样的响应。

(2) 语法。语法是用户数据与控制信息的结构与格式，以及数据出现的顺序。

(3) 时序。时序是对事件发生顺序的详细说明。（也可称为“同步”）。人们形象地把这三个要素描述为：语义表示要做什么，语法表示要怎么做，时序表示做的顺序。

【词目】含义

【基本解释】

（1）[词句等]所包含的意义

这个词用在不同场合有不同的含义

（2）暗示，示意；涵义

这句话含义深刻