计算机网络（谢希仁-第八版）第一章习题全解

前话：博主还是初学者，如习题解答有误，烦请在评论区指正，谢谢~

1-01.计算机网络可以向用户提供哪些服务?

1)连通性：互联网用户之间，不管距离多远，都可以便捷、经济地交换各种信息，好像这些用户彼此都相互连通一样。

2)资源共享:可以是信息共享、软件共享、硬件共享等。

 1-02.试简述分组交换的要点？

分组交换：主要采用存储转发技术。把一整块报文划分为一个个等长的数据段，每一个分段的前面，再加上一些必要的控制信息，就构成了一个个“分组”，每一个分组在网络上都是独立传输的，路由器就负责转发这些分组，经过多次转发后，交付给目的主机。

优点:

缺点:

1）分组在各路由器进行存储转发需要排队，这造成了一定的时延。

2）分组交换不像电路交换一样通过建立连接来保证通信时所需的各种资源，所以无法确保通信时端到端的带宽，在通信量很大的时候可能会造成拥塞。

3）由于各分组必须携带控制信息，所以也造成了一定的开销，整个分组交换网还需要专门的管理和控制机制。

1-03.试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的优缺点?

1）电路交换：整个报文的比特流连续地从源点直达终点，好像在一个管道中传送。电路交换必须经过“建立连接”、“通话”、“释放连接”三个步骤。在通话过程中，通话的两个用户始终占用端到端的通信资源。

优点:

① 通信线路为通话双方独占，所以可以实现数据直达，传播时延小。

② 双方按发送顺序传送数据，不存在顺序问题。

③ 既适用于传输模拟信号，也适用于传输数字信号。

④ 通信双方的物理通路一旦建立连接，双方可以随时通信，实时性强。

缺点:

① 电路交换建立物理通路的时间相对较长。

② 双方建立连接后，通信资源被通信双方独占，即使不通信，也不能供其他用户使用，信道利用率很低。

③ 电路交换时，数据直达，不同类型、不同规格、不同速率的终端很难进行通信，也难以在通信过程中进行差错控制。

2）报文交换:采用存储转发的技术，但是采用的是整个报文的传送。整个报文先传送到相邻节点，全部存储下来以后查找转发表，转发到下一个节点。

优点:

① 不需要建立物理通路，随时可进行通信

② 由于采用的存储转发技术:

a.在报文交换中可以设置代码检验和数据重发机制，交换节点还可以根据网络情况进行转发路径的选择，所以当某条路径发生故障，可以选择另外一条路径进行数据传输，提高了传输的可靠性。

b.在存储转发中容易实现代码转换和速率匹配，通信双方可以不同时处于可用状态，这样就便于类型、规格和速度不同的计算机之间进行通信。

c.提供多目标服务，即一个报文可以同时发送到多个目的地址，这是电路交换难以做到的。

d.可以设置数据传送的优先级，使得优先级高的报文优先转换。

③ 通信双方不是固定占有一条通信线路，而是在不同的时间一段一段地部分占有物理通路，因此大大提高了通信线路的利用率。

缺点:

① 报文交换只适用于数字信号。

② 由于报文在交换节点处要经历存储、转发这一过程，从而就引起了转发时延（接受报文、排队、处理报文等），而且，当网络通信量越大，造成的时延就越大。因此，报文交换的实时性差，不适合传送实时或者交互式业务的数据。

③ 由于报文长度没有限制，而中间每一个节点都要经历存储转发完整的报文，当输出线路不空闲时，还肯恩要存储几个完整的报文等待转发，要求网络中每个节点有较大的缓冲区。

  为了降低成本，减少节点缓冲存储器的容量，有时要把等待转发的报文存储在磁盘上，进一步增大了传送时延。

3）分组交换：仍采用存储转发技术，但与报文交换不同的是，分组交换是将一个完整的报文分割为若干个固定长度的短分组，再在每个分组前面加上控制信息，然后在网络上独立地转发这些分组，因此，分组交换除了具有报文交换的优点之外，还具有以下优缺点:

优点:

①  加速了数据在网络中的传输，因为分组是逐个独立的传输，可以使后一个分组的存储操作和前一个分组的转发操作并发进行，这种流水线式的传输方式减少了报文的传播时延。

     此外，传输一个分组所需的缓冲区比传输一份报文所需的缓冲区小得多，这样因缓冲区不足而等待发送的几率及等待的时间也必然少得多。

② 简化了存储管理。因为分组的长度固定，相应的缓冲区的大小也固定，在交换节点中存储器的管理通常被简化为对缓冲区的管理，相对比较容易。

③ 减少了出错几率和重发数据量。因为分组较短，其出错的几率必然减少，每次重发的数据量也就大大减少，这样不仅提高了可靠性，也减少了传输时延。

④ 由于分组短小，更适用于优先级策略，便于及时传送一些紧急数据，对于计算机之间突发式的通信，显然分组交换更为合适。

缺点:

① 虽然传播时延比报文交换少，但是还是存在传播时延，而且要求节点对数据的处理更强。

② 每个分组都要加上控制信息，使得传输的数据量增大，一定程度上降低了通信效率，增加了处理时间，使得控制变得复杂，处理时延增加。

③ 当分组交换采用数据报服务时，可能会失序、重复、丢失分组，分组到达目的节点时，要根据首部信息对分组进行排序等工作；若采用虚电路服务，就避免了失序问题，但虚电路必须有呼叫建立、数据传输和虚电路释放等三个过程。

1-04.为什么说互联网是自印刷术发明以来人类在存储和交换信息领域的最大变革?

融合其他通信网络，在信息化过程中起核心作用，提供最好的连通性和信息共享，第一次提供了各种媒体形式的实时交互能力。

1-05.互联网基础结构的发展大致分为哪几个阶段？请指出这几个阶段最主要的特点?

互联网的基础结构大体上经历了三个阶段的演进。但这三个阶段在时间划分上并非截然分开而是有部分重叠的，这是因为网络的演进是逐步的，而非在某个日期发生了突变。

第一阶段：是从单个网络ARPANET向互连网发展的过程。

第二阶段:建成了三级结构（主干网、地区网、企业网或校园网）的互联网。

第三阶段:逐渐形成了全球范围内的多层次的ISP结构的互联网。

1-06.简述互联网标准制定的几个阶段?

制定互联网的正式标准要经过以下三个阶段:

1)互联网草案（Internet Draft）——互联网草案的有效期只有六个月，在这个阶段还不能算的上是RFC文档。

2)建议标准（Proposed Standard）——从这个阶段开始就称为RFC文档（RFC（“请求评论”），所有的RFC文档都可以从互联网上下载，也可以评论，所有的互联网标准都是RFC文档，但是RFC文档只有极少部分能够成为互联网标准）。

3)互联网标准（Internet Standard）——如果经过长期的检验，证明了某个建议标准可以成为互联网标准时，就给它分配一个标准编号，一个互联网标准可以和多个RFC文档关联。

1-07.小写和大写开头的英文名字internet和Internet在意思上有何重要区别?

internet:译为“互连网”，它是一个通用名词，泛指多个计算机网络互连而成的计算机网络。在这些网络之间的通信协议（即通信规则）可以任意选择，不一定必须使用TCP/IP协议。

Internet：译为“互联网”、“因特网”，它是一个专用名词，指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定的互连网，它采用TCP/IP协议族作为通信的规则，且其前身是美国的ARPANET。

1-08.计算机网络有哪些类别?各种类别的网络都有哪些特点?

按网络的作用范围分:

1)广域网（WAN）:作用范围一般是几十到几千公里，所以有时候也被称为“远程网”，广域网是互联网的核心部分。

2)城域网（MAN）:作用范围一般是一个城市，可以跨越几个街区甚至整个城市，一般是5~50公里，目前很多城域网也是使用的以太网技术。

3)局域网（LAN）:作用范围一般是一个企业或者学校，大约1公里左右，在局域网发展初期，一个学校或企业往往只有一个局域网，但现在局域网非常广泛了，学校或企业大多数都用于许多个互连的局域网（这样的网络常称为校园网或企业网）

4)个人区域网（PAN）:作用范围大约10米左右，个人区域网就是在个人工作的地方把属于个人使用的电子设备（如笔记本电脑等）用无线技术连接起来的网络。

按网络的使用者分:

1)公用网:指电信公司（国有或私有）出资建造的大型网络，“公用”的意思是所有愿意按照电信公司的规定缴纳费用的人都可以使用这种网络，因此也叫作公众网。

2)专用网:指某个部门为满足本单位的特殊业务工作的需要建造的网络。这种网络不向本单位以外的人提供服务。例如：军队、铁路、银行、电力等系统均有专用网。

用来把用户接入到互联网的网络：这种网络就是接入网(AN），接入网就是通过多种接入网技术连接用户和互联网的特殊网络，ISP拥有的网络实际上就是接入网。

1-09.计算机网络中的主干网和本地接入网的主要区别是什么?

主干网：提供远程覆盖，高速传输，路由器最优化通信。

本地网：主要是支持散户接入，速率低。

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(bit/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p(bit)，每个分组所必须添加的首部都很短，对分组的发送时延的影响在本题中可以不考虑。此外，各节点的排队等待时间可以忽略不计。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：画草图观察k段链路共有几个节点）?

电路交换: 总时延 = 建立连接时延 + 发送时延 +传播时延 = s + x/b + k*d

分组交换: 总时延 = 发送时延 + 存储转发的时延 + 传播时延 = x/b + (k-1)*p/b + k*d 其中（k-1）*p/b是k段链路上存储转发时延

要使得分组交换比电路交换时延小，就必须满足 s>(k-1)*p/b,即电路交换的建立连接时延大于分组交换的存储转发时延。

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为每个分组所添加的首部长度，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)，但是传播时延和节点时间均可忽略不计。若打算使总的时延为最小，问分组的数据部分长度p应取多大？（提示，参考图1-11的分组交换部分，观察总的时延由哪几部分组成。）？

总时延 = 发送时延 + 存储转发时延 = (p+h)*(x/p)/b + [k-1]*(p+h)/b = h*x/p + (k-1)*p

对上面的总时延求导，-（h*x）/p^2 + (k-1),令导数为0，求出p = √（h*x）/(k-1)(看不清，下面有图片)

 1-12.互联网的两大组成部分（边缘部分与核心部分）的特点是什么？他们的工作方式各有什么特点?

边缘部分:处在互联网边缘的部分就是连接在互联网上的所有主机。边缘部分利用核心部分提供的服务，使众多主机之间能够互相通信并交换信息或共享信息。

核心部分:互联网核心部分由路由器和网络组成。向网络边缘中的主机提供连通性，使边缘部分的任何一个主机都能够向其他主机通信。

1-13.客户-服务器方式与P2P对等通信方式的主要区别是什么？有没有相同的地方?

客户-服务器方式：是互联网最常用的，也是传统的方式。客户端和服务器都是指通信中所涉及的两个应用进程。客户-服务器是指两个进程间服务与被服务的关系。客户是服务请求方，服务器是服务提供方。服务请求方和服务提供方都要使用网络核心部分所提供的服务。

P2P对等通信:指两台主机在通信时，并不区分哪一个是服务请求方和哪一个是服务提供方。只要两台主机都运行了对等连接软件（P2P软件），他们就可以进行平等的对等连接通信。

相同之处:实际上，对等连接方式从本质上仍然是客户-服务器方式，只是对等连接中的每一台主机既是客户同时又是服务器。

1-14.计算机网络有哪些常用的性能指标?

1）速率:指数据的传送速率，也称为“数据率”或“比特率”，速率的单位是bit/s(比特每秒，有时也写为bps,即 bit per second),当提到网络的速率时，常常指的是额定速率或标称速率，而并非网络实际上的运行速率。

2）带宽:带宽本来指某个信号具有的频带宽度，但是在计算机网络中，带宽用来表示网络中某通道传送数据的能力，因此网络带宽表示在单位时间内网络中的某信道所能通过的“最高数据率”。所以带宽的单位就是数据率的单位bit/s,是“比特每秒”。

3）吞吐量：表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的实际数据量。吞吐量更经常地用于对现实世界中的网络的一种测量，以便知道实际上有多少数据量能够通过网络。吞吐量受网络带宽或网络额定速率的限制。

4）时延：分为发送时延、传播时延、派对实验、处理时延等

5）时延带宽积： 时延带宽积 = 传播时延 x 带宽

由上面的公式我们可知，时延带宽积的单位是bit。假如将链路比喻成一个管道，管道的横截面积看成带宽，管道的长度就是链路的传播时延，那么时延带宽积就表示这个管道的体积，表示这样的链路可以容纳多少个比特。这表明，若发送端连续发送数据，则在发送的第一个比特即将到达终点时，发送端就发送了时延带宽积bit的数据，而这些数据都在链路上移动。因此，链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度。

 6）往返时间（RTT）:表示通信双发双向交互一次所需的时间

7）利用率:利用率有信道利用率和网络利用率两种。信道利用率指出某信道有百分之几的时间是被利用的（有数据通过）。完全空闲的信道利用率为0，但不是信道利用率越高越好。根据排队理论，当某信道的利用率增加的时候，该信道引起的时延也迅速增加。假设令D0表示网络空闲时的时延，D表示网络当前的时延，设现在网络利用率为U，那么有公式:

 1-15 假定网络的利用率达到了90%,试估算一下现在的网络时延是它的最小值的多少倍?

根据公式: D = D0/（1-U）,已知网络时延的最小值是D0，将U = 90%代入公式，得出D = 10D0，所以现在的网络时延是它的最小值的10倍。

1-16 计算机通信网有哪些非性能特征?非性能特征与性能指标有什么区别?

1)费用：一般来说，网络的速率越高，费用越高。

2)质量:网络的质量取决于网络中所有构件的质量。

3)标准化:网络的硬件和软件的设计既可以按照通用的国际标准，也可以遵循特定的专用网络标准。最好采用国际标准的设计，这样可以得到更好的互操作性，更易于升级换代和维修，也更容易得到技术上的支持。

4)可靠性

5)可扩展性和可升级性

6)易于管理和维护

区别：性能指标指的是与网络本身性能相关的指数，而非性能指标与网络本身无关。

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2x10^8 m/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，数据的发送速率为100k bit/s。

2）数据长度为10^3bit,数据发送速率为1 Gbit/s。

从以上计算结果可得出什么结论?

1）发送时延:10^7 bit/100k bit/s = 100s      传播时延:1000km/2x10^8 m/s = 0.005 s

2）发送时延:10^3 bit /1G bit/s = 10^(-6)s   传播时延:1000 km/2x10^8 m/s = 0.005 s

结论：传播时延与链路长度有关，与发送速率无关。发送时延和发送速率有关，与链路长度无关。

1-18 假设信号在媒体上的传播速率为2.3x10^8 m/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）

现在连续传送数据，数据率分别为1 Mbit/s 和10 Gbit/s。试计算每一种情况下在媒体中的比特数。（提示：媒体中的比特数实际上无法使用仪表测量。本题是假想我们能够看见媒体中正在传播的比特，能够给媒体中的比特拍个快照。媒体中的比特数取决于媒体的长度和数据率）

10cm:

10cm / 2.3x10^8 m/s * 1Mbit/s = 4.35 x 10^(-4) bit

10cm / 2.3x10^8 m/s * 10Gbit/s = 4.35 bit

100m:

100m / 2.3x10^8 m/s * 1Mbit/s = 4.35 x 10^(-1) bit

100m / 2.3x10^8 m/s * 10Gbit/s = 4.35 x 10^3 bit

100km:

100km / 2.3x10^8 m/s * 1Mbit/s = 4.35 x 10^2 bit

100km / 2.3x10^8 m/s * 10Gbit/s = 4.35 x 10^6 bit

5000km:

5000km / 2.3x10^8 m/s * 1Mbit/s = 2.17 x 10^4 bit

5000km / 2.3x10^8 m/s * 10Gbit/s = 4.35 x 10^8 bit

1-19 长度为100字节的应用层数据交给运输层传送，需加上20字节的TCP首部。再交给网络层传送，再加上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?

传输效率: 1 - (20+20+18)/(100+20+20+18) = 63.3%

若数据长度为1000字节: 1-(20+20+18)/(1000+20+20+18) = 94.5%

1-20 网络体系结构为什么要采用分层次结构？试举出一些与分层体系结构的思想相似的日常生活的例子。

① 各层之间是独立的，某一层并不需要知道它的下一层是如何实现的，而仅仅需要知道该层通过层间接口（即界面）所提供的服务。

② 灵活性好，当任何一层发生变化（例如由于技术的变化），只要层间接口关系保持不变，那么这层以上或以下各层均不受影响。

③ 结构上可分割开，各层都可以采用最合适的技术来实现。

④ 易于实现和维护。这种结构使得实现和调试一个庞大而又复杂的系统变得更加容易，因为整个系统已被分解为若干个相对独立的子系统。

⑤ 能促进标准化工作，因为每一层的功能及其所提供的服务都已有了精确的说明。

类似例子:快递物流等。

1-21 协议与服务有何区别?

协议：协议是水平的，协议是控制两个对等实体（或多个实体）进行通信的规则的集合。在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务，要实现本层协议，还需要使用下面一层所供的服务。

服务：服务是垂直的，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。另外，并非在一个层内完成的全部功能都称为服务，只有那些能被高一层实体“看得见”的功能才能称之为“服务”。

1-22 网络协议的三个要素是什么？各有什么含义？

网络协议的三要素:

① 语法:即数据与控制信息的结构或格式

②语义:即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应

③ 同步:即事件实现顺序的详细说明

1-23 为什么一个网络协议必须把各种不利的情况都考虑到?

因为协议必须保证数据在网络中能有条不紊地交换，而不能出现死锁等现象，因此，协议不能假定一切都是正常的和非常理想的，必须非常仔细地检查协议能否应付任何一种出现概率极小的异常情况。

1-24 试述具有五层协议的网络体系结构的要点，包括各层的主要功能?

①物理层（Physical Layer）

负责透明地传输比特流。在物理层上所传数据的单位是比特，物理层需要考虑用多大的电压代表“1”或“0”，以及接收方如何识别发送方所发送的比特，物理层还要确定连接电缆的插头应当有多少根引脚以及各引脚应如何连接。

②数据链路层（Data Link Layer）

常简称为链路层。两台主机之间的数据传输，总是在一段一段的链路上传送的，这就需要使用专门的链路层的协议。在相邻节点间的连路上传送数据时，数据链路层将网络层交下来的IP数据包组装成帧，在相邻两个节点间的链路上传送帧。每一帧都包括数据和必要的控制信息。

③网络层（Network Layer）

网络层负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。网络层产生的数据称为IP数据包（因为使用的是IP协议），网络层有两个具体任务：一是通过一定的算法，在互联网中的每一个路由器上生成一个用来转发分组的转发表。二是每一个路由器在接收到一个分组时，依据转发表中指明的路径把分组转发到下一个路由器。

④运输层（Transport Layer）

运输层的任务就是负责向两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务。多种应用可以使用同一个运输层服务，由于一个主机可同时运行多个进程，因此运输层有复用和分用的功能。复用就是多个应用层可同时使用下面运输层的服务，而分用就是运输层把收到的信息分别交付上面应用层中的相应进程。

运输层主要使用以下两种协议: 传输控制协议TCP、用户数据报协议UDP

⑤应用层(Application Layer)

应用层是体系结构中的最高层。应用层的任务是通过应用进程间的交互来完成特定网络应用。应用层协议定义的是应用进程间通信和交互的规则。对于不同的网络应用需要有不同的应用层协议互联网中的应用层协议有很多，如域名系统DNS、支持万维网应用的HTTP协议、支持电子邮件的SMTP协议，应用层交互的数据单位称为报文。

1-25 试举出日常生活中有关“透明”这一名词的例子?

电视、计算机视窗操作系统、工农业产品

1-26 试解释以下名词：协议栈、实体、对等层、协议数据单元、服务访问点、客户、服务器、客户-服务器方式?

① 协议栈：协议栈是指网络中各层协议的总和，因为几个层次画在一起很像一个栈结构。其形象的反映了一个网络中数据传输的过程：由上层协议到底层协议，再由底层协议到上层协议。

②实体:当研究开放系统中的信息交换时，往往使用实体这名词表示任何可发送或接受信息的硬件或软件进程。在许多情况下，实体就是一个特定的软件模块。

③对等层:是指在计算机网络协议层次中，将数据（即数据单元加上控制信息）直接（逻辑上）传递给对方的任何两个同样的层次。

④协议数据单元:OSI参考模型把对等层次之间传送的数据单位称为该层的协议数据单元PDU(Protocol Data Unit)

⑤服务访问点:在同一系统中相邻两层的实体进行交互（即交换信息）的地方，通常称为服务访问点。服务访问点是一个抽象的概念，它实际上即使一个逻辑接口。

⑥客户:指计算机进程，客户程序一般都是被调用后运行，在通信时主动向服务器发起通信（请求服务），因此，客户程序必须知道服务器程序的地址。客户程序不需要特殊的硬件和很复杂的操作系统。

⑦服务器:指计算机进程，是一种专门用来提供某种服务的程序，可同时处理多个远地或本地客户的请求。服务器系统启动后即一直不断地运行着，被动地等待并接受来自各地的客户的通信请求，因此，服务器不需要知道客户程序的地址。服务器一般需要强大的硬件和高级的操作系统支持。

⑧客户-服务器方式:这是端系统之间通信方式之一，客户是服务请求方，服务器是服务提供方。

1-27 试解释 everything over IP 和 IP over everything？

IP层可以支持多种运输层协议，而不同的运输层协议上面又可以有多种应用层协议，这就是 everything over IP,同时IP协议也可以在多种类型的网络上运行，这就是 IP over everything

1-28 假定要在网络上传输1.5MB的文件。设分组长度为1KB。往返时间RTT = 80ms。传送数据之前还需要有建立TCP连接的时间，这时间是2xRRT = 160ms。试计算在以下几种情况下接受方收完该文件的最后一个比特所需的时间。

1）数据发送速率为10M bit/s,数据分组可以连续发送。

2）数据发送速率为 10M bit/s,但每发送完一个分组后要等待一个RTT时间才能再发送下一个分组。

3）数据发送速率极快，可以不考虑发送数据所需的时间。但规定在每一个RTT往返时间内只能发送20个分组。

4)数据发送速率极快，可以不考虑发送数据所需的时间。但在第一个RTT往返时间内只能发送一个分组，在第二个RTT内可发送两个分组，在第三个RTT内可发送四个分组（即2^(3-1) = 2^2 = 4个分组）。

解:

1）T = TCP建立时间 + 发送时延+最后一个比特的传播时延 =160ms + 1.5x2^20x8/10^7 + 40ms = 1.458s

2）T = TCP建立时间 + 发送时延+每个分组等待时延*(分组数-1) + 最后一个比特的传播时延 = 160ms +1.5x2^20x8/10^7+(1.5MB/1KB-1)*80ms +40ms = 124.258s

(这里分组数-1，是因为第一个分组在发送时不需要等待）

3） T = TCP建立时间 + RTT*[分组数/20] + 最后一组传播时延 = 160ms + 80ms*[1536/20] + 0.04s =6.28s

4）等比数列求和公式:

 经过n个RTT可以发送:1+2+4+...+2n = 2^n - 1（分组）

因此1535个分组需要11RTT（2^10 <1535 <2^11）

T = TCP建立时间 + 前1024个分组的传播时延 + 最后511分组的传播时延 = 160ms+10x80ms+40ms =1s

1-29 有一个点对点链路，长度为50km。若数据在此链路上的传播速率为2x10^8 m/s，试问链路的带宽应为多少才能使传播时延和发送100字节的分组的发送时延一样大？如果发送的是512字节长的分组，结果又应如何?

设带宽为y

传播时延 =50km/2x10^8 m/s  = 100B/y = 发送时延，求得y=  3.2x10^6 bit/s

若发送的是512字节: y1 = 1.6384x10^7 bit/s

1-30 有一个点对点链路，长度为20000km。数据的发送速率是1k bit/s,要发送的数据有100bit。数据在此链路上的传播速率为2x10^8 m/s。假定我们可以看见在线路上传输的比特，试画出我们看到的线路上的比特（画两张图，一张是在100bit刚刚发送完时，另一张是再经过0.05s后）

1-31 条件同上题，但数据的发送速率改为1M bit/s。和上题的结果相比较，你可以得出什么结论?

结论:发送速率提高可以弥补信息传输中信息中断的问题。

1-32 以1G bit/s的速率发送数据。试问在以距离或时间为横坐标时，一个比特的宽度分别是多少? 

以距离为横坐标时:1bit * 2*10^8 m/s /1G bit/s = 0.2 m(传输介质假设为光纤）

以时间为横坐标时:1bit/1G bit/s = 10^(-9) s

1-33 我们在互联网上传送数据经常是从某个源点传送到某个终点，而并非传送过去又再传送回来。那么为什么往返时间RTT是个很重要的性能指标呢?

许多情况下，互联网上的信息往往是双向的而不仅仅是单向传输，我们有时很需要知道通信双方往返一次所需要的时间。还有，一方发送信息给另一方，有时需要确保数据正确无误的送达，这时候收到方就要发送确认信息给发送方，在发送数据之后要经过多少时间才能收到对方的确认，这也取决于RTT的大小。

1-34 主机A向主机B发送一个长度为10^7比特的报文，中间要经过两个节点交换机，即一共经过三段链路。设每条链路的传输速率为2 Mbit/s。忽略所有的传播、处理和排队时延。

1）如果采用报文交换，即整个报文不分段，每台节点交换机收到整个的报文后再转发。问从主机A把报文传送到第一个节点交换机需要多少时间？从主机A把报文传送到主机B需要多少时间?

2)如果采用分组交换，报文被划分为1000个等长的分组（这里忽略分组首部对本题计算的影响），并连续发送。结点交换机能够边接收边发送。问从主机A把第一个分组传送到第一个节点交换机需要多少时间？从主机A把第一个分组传送到主机B需要多少时间？从主机A把1000个分组传送到主机B需要多少时间?

3）就一般情况而言，比较用整个报文来传送和用划分多少个分组来传送的优缺点。

1）传送到第一个节点:T =发送时延=10^7 bit /2 Mbit/s * 2= 5s

      A到B:T = 发送时延*3 = 15s

2）传送到第一个节点: T = 发送时延= 10^7 bit/1000/2 Mbit/s*2 = 0.005s

     一个分组从A到B :T = 发送时延 *3 =0.015s

    1000个分组从A到B = 发送时延*1000+最后一个分组传送到B的发送时延 = 0.005 s*1000 + 0.005s*2 = 5.01s

3)报文交换：

优点:与电路交换相比，更加灵活，不需要事先建立连接。

缺点:如果报文很长，每次在链路的节点处存储转发时延较长。

分组交换：

优点：与报文交换相比，在节点存储转发时延更小，更加灵活。

缺点：设备更复杂，对硬件要求更高；每个分组的首部信息降低了数据的传送效率。

1-35 主机A向主机B连续发送一个600 000 bit的文件。A和B之间有一条带宽为1 Mbit/s的链路相连，距离为5000 km，在此链路上的传播速率为2.5 x 10^8 m/s。

链路上额的比特数目最大值是多少？

链路上每比特的宽度（以米来计算）是多少？

若想把链路上的每比特的宽度变为 5000 km (即整条链路的长度）这时应把发送速率调整到什么数值?

链路上最大比特数目: 时延带宽积 = 传播时延 x 带宽 = 5000 km / 2.5 x 10^8 m/s x 1 Mbit/s = 2 x 10^4 bit

链路上每比特宽度: 5000km / 2x10^4 bit = 250 (米）

设发送速率为 y,  1 bit *2.5*10^8 m/s / y = 5000km ,解得 y = 50 bit/s

1-36 主机A到主机B的路径上有三段链路，其速率分别是2 Mbit/s,1 Mbit/s和500 kbit/s。现在A向B发送一个大文件。试计算该文件传送的吞吐量。设文件长度为10MB，而网络上没有其他流量。试问该文件从A传送到B大约需要多少时间?为什么这里只计算大约的时间？

该文件传送的吞吐量: 500kbit/s(取决于速率最小的链路）

A到B的大约时间: 10MB /500kbit/s = 10 x 2^20 x 8 bit / 5x10^5 bit/s = 167.77s

因为计算出来的只是理论值，实际上，如果网络发生拥塞，是达不到这个值的。