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第一章 概述
习题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)。从源站到目的站共经过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?
解:采用电路交换:端到端时延:
采用分组交换:端到端时延:,
这里假定,即不考虑报文分割成分组后的零头。
欲使,必须满足
习题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(bit/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?
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=√hx/(k-1)
习题1-20 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。试计算以下两种情况的发送时延的传播时延:
数据长度为107bit,数据发送速率为100kb/s。
数据长度为103bit,数据发送速率为1Gb/s。
解:(1)发送时延:
传播时延:
(2)发送时延:
传播时延:
习题1-21 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
习题1-22 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
首部和尾部工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
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%
第二章物理层
习题2-06 用香农公式计算一下:假定信道带宽为3100Hz,最大信息传输速率为35kb/s,那么若想使最大信息传输速率增加60%。问信噪比S/N应增大到多少倍?如果在刚才计算出的基础上将信噪比S/N再增大到10倍,问最大信息传输速率能否再增加20%?
答:C = W log2(1+S/N) b/s-àSN1=2*(C1/W)-1=2*(35000/3100)-1
SN2=2*(C2/W)-1=2*(1.6*C1/w)-1=2*(1.6*35000/3100)-1
SN2/SN1=100信噪比应增大到约100倍。
C3=Wlong2(1+SN3)=Wlog2(1+10*SN2) C3/C2=18.5%
如果在此基础上将信噪比S/N再增大到10倍,最大信息通率只能再增加18.5%左右
习题2-04 有600MB(兆字节)的数据,需要从南京传送到北京。一种方法是将数据写到磁盘上,然后托人乘火车将这些磁盘捎去。另一种方法是用计算机通过长途电话线路(设信息传送的速率是2.4Kb/s)传送此数据。试比较这两种方法的优劣。若信息传送速率为33.6Kb/s,其结果又如何?
答:假定连续传送且不出错。若用2.4Kb/s