谢希仁《计算机网络》第五版习题详解：分组交换与时延优化

在《计算机网络(第五版)》谢希仁著的部分习题参考答案中，涉及了多个关于计算机网络原理和技术的关键知识点。以下是对章节一中部分习题的详细解析： 1-10 题目讨论了电路交换和分组交换在传输效率上的对比。电路交换通过预先建立一条专用线路来保证实时性，但在链路利用率、灵活性和时延方面存在劣势。当报文长度为x比特，经过k段链路，每段链路的传播时延为d秒，数据率为C比特/秒时，电路交换的时延包括建立时间s秒、报文发送时间和传播时间。分组交换则是将数据分割成固定长度p比特的分组，虽然需要多次转发，但可以复用线路，因此时延主要取决于转发次数和链路时延。当分组交换的总延迟满足 (k-1)p/C < s + x/C + kd，即分组转发次数的时延比电路交换的总时延更短，分组交换具有优势。 1-11 题目进一步探讨了分组交换中优化时延的问题。在考虑控制信息h的情况下，分组数据部分长度p的选择会影响总时延。当分组数量固定，通过设置p使得总发送时延D最小化，可以通过求导数找到最优解p = √(h*x)/(k-1)，这表明分组数据长度应根据链路数量、控制信息长度以及目标时延进行优化。 1-18 题目则涉及到信号传播速度、数据率和媒体长度对传输性能的影响。题目要求计算不同媒体长度下，数据率为1 Mb/s 和 10 Gb/s 时正在传播的比特数。传播时延是根据媒体长度除以电磁波在媒体中的传播速度计算的。在不同的场景中，如网卡（10 cm）、局域网（100 m）、城域网（100 km）和广域网（5000 km），传播时延差异显著，导致在高数据率下传播的比特数也有所不同。这个练习强调了实际网络设计中要考虑信号传输距离、速度和数据速率对数据传输能力的影响。 这些习题反映了计算机网络中关键的概念，如数据传输方式（电路交换和分组交换）、带宽管理和时延优化，以及实际网络中的信号传播理论。理解这些问题对于掌握计算机网络原理和技术具有重要意义。