手把手教你做计算机网络基础大题—报文交换

一、题目

如图所示，主机A要向主机B发送一个长度为300KB的报文，发送速率为10Mbps，传输路径上要经过8个路由器，连接路由器的链路长度为100km，信号在链路上的传播速度为2×108m/s。每个路由器的排队等待延时为1ms。路由器发送速率也为10Mbps。忽略：主机接入到路由器的链路长度，路由器排队等待延时与数据长度无关，并假设信号在链路上传输没有出现差错和拥塞。请计算：
（1）采用报文交换方法，报文头长度为60B，报文从主机A到主机B需要多长时间？
（2）采用报文分组交换方法，分组头长度为20B时，分组数据长度为2KB，所有报文分组从主机A到主机B需要多长时间？

二、解答

解法1

报文分组交换方法：就是一个一个报文分组跟着传输下去，300KB分为2KB的数据包，有150个，从主机A到最后一个路由器发出最后一个包，相当于2KB数据包发送了9＋149＝158次，延时时间＝发送时间×158＋8个路由器等待延时时间＋链路传播时间。
另外，Mbps是Million bits per second 的缩写，1Mbps代表每秒传输1，000，000位（bit）。
(1) 发送时延=[(300×1024+60)×8/10000000]×9×103=2212.272ms
排队时延=8×1=8ms
传播时延=[(100×1000)/2×108]×7×103=3.5ms
报文从主机A到主机B需要的时间=发送时延+排队时延+传播时延
=2212.272+8+3.5=2223.8ms

(2) 发送时延=[(2×1024+20)×8/10000000]×（9+149）×103
=261.3952ms
排队时延=8×1=8ms
传播时延=[(100×1000)/2×108]×7×103=3.5ms
所有报文分组从主机A到主机B需要的时间=发送时延+排队时延+传播时延=261.3952+8+3.5=272.9ms
答：（1）采用报文交换方法，报文从主机A到主机B需要2223.8ms时间
（2） 采用报文分组交换方法，所有报文分组从主机A到主机B需要272.9ms时间？

解法2

（1）报文交换
① 报文长度：L1=300KB=300×1024×8=2457600（bit）
报头长度：L2=60B=60×8=480（bit）
报文总长度：L=L1+L2=2458080（bit）
报文发送总时延：t1=L/S=2458080/1×107≈245.81（ms）
② 传播时延：t2=D/V=[(100×1000)/2×108]×103=0.5ms
③ 已知每个路由器的排队等待延时为1ms
④ 总时延：报文从主机A传输到主机B要经历9次发送（9个发送延时）、7段连接路由器的链路，以及8个路由器的排队等待延时。因此，报文交换总延时为：
T=9×245.81+7×0.5+8×1≈2223.79（ms）
（注：上述S表示信号的发送速率，D是连接两路由器之间的链路长度，V是信号在链路上的传播速度）。

（2）报文分组交换
① 分组数：N=300KB/2KB=150（个）
② 分组长度：L=L3+L4=（2×1024+20）×8=16544（bit）
③ 每个分组发送延时：t3=L/S=16544/1×107≈1.6544（ms）
④ 已知每个分组通过路由器的排队等待延时为1ms，经过每一段链路的传播时延为0.5ms。
⑤ 所有分组从主机A传输到主机B的时间T应该等于主机A发送N-1个分组的发送延时加上最后一个分组从主机A传输到主机B的总时间。
T=（N-1）×发送时延（t3）+（9×发送时延（t3）+7×传播时延（t2）+8×等待时延）
=（150-1）×1.6544+（9×1.6544+7×0.5+8×1）
=158×1.6544+3.5+8
=272.9（ms）
答：（1）采用报文交换方法，报文从主机A到主机B需要2223.79ms时间
（2） 采用报文分组交换方法，所有报文分组从主机A到主机B需要272.9ms时间

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