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第一章概述

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b(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：线路交换时延：kd+x/b+s,分组交换时延：kd+(x/p)*(p/b)+(k-1)*(p/b)

其中(k-1)*(p/b)表示K段传输中，最后一个分组有(k-1)个节点的发送时延，当s(k-1)*(p/b)时，电路交换的时延比分组交换的时延大，当xp,相反。

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：分组个数x/p，

传输的总比特数：(p+h)x/p

源发送时延：(p+h)x/pb

最后一个分组经过k-1个分组交换机的转发，中间发送时延：(k-1)(p+h)/b

总发送时延D=源发送时延+中间发送时延

D=(p+h)x/pb+(k-1)(p+h)/b

令其对p的导数等于0，求极值

p=

??????

（D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(106米)，信号在媒体上的传播速率为2×108m/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107bit,数据发送速率为100kb/s（105b/s）。

（2）数据长度为103bit,数据发送速率为1Gb/s(109b/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=107/105=100s

传播时延tp=106/(2×108)=0.005s

（2）发送时延ts=103/109=1μs

传播时延：tp=106/(2×108)=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2×108m/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）

试计算出当数据率分别为1Mb/s和10Gb/s时在以上媒体中正在传播的比特数。

解：（1）1Mb/s:传播时延=0.1/(2×108)=5×10-10

??????比特数=5×10-10×1×106=5×10-4

??????1Gb/s:比特数=5×10-10×1×109=5×10-1

（2）1Mb/s:传播时延=100/(2×108)=5×10-7

比特数=5×10-7×1×106=5×10-1

1Gb/s:比特数=5×10-7×1×109=5×102

(3)1Mb/s:传播时延=100000/(2×108)=5×10-4

比特数=5×10-4×1×106=5×102

1Gb/s:比特数=5×10-4×1×109=5×105

(4)1Mb/s:传播时延=5000000/(2×108)=2.5×10-2

比特数=2.5×10-2×1×106=5×104

1Gb/s:比特数=2.5×10-2×1×109=5×107

1-19长度为100字节的应用层数据交给传输层传送，需加上20字节的TCP首部。再交给网络层传送，需加上20字节的IP首部。最后交给数据链路层的以太网传送，加上首部和尾部共18字节。试求数据的传输效率。数据的传输效率是指发送的应用层数据除以所发送的总数据（即应用数据加上各种首部和尾部的额外开销）。

若应用层数据长度为1000字节，数据的传输效率是多少？

解：（1）100/（100+20+20+18）=63.3%

??（2）1000/（1000+20+20+18）=94.5%

第2章：物理层

2-07假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为20000码元/秒。如果采用振幅调制，把码元的振幅划分为16个不同等级来传送，那么可以获得多高的数据率（b/s）?

答：C=R*Log2（16）=20000b/s*4=80000b/s

2-08假定要用3KHz带宽的电话信道传