比较电路交换与分组交换：时延、条件与优化

本资源是一份针对谢希仁编著的《计算机网络》（第5版）的课后习题答案，涵盖了第一章的部分内容。主要内容涉及网络通信方式的比较、分组交换的优化、时延分析以及实际场景中的发送时延和传播时延计算。 1. **电路交换与分组交换比较**: - 电路交换的端到端时延主要取决于建立连接的时间`s`和链路的传播时延`kd`，公式为`t1 = x/d + s`。 - 分组交换则包括报文拆分后的额外开销，假设不考虑报文头部的开销，分组交换时延为`t2 = x/p + (k-1)d`，其中`p`是分组长度。 分组交换比电路交换时延更小的条件是`t2 < t1`，即`x/p < d + s`。 2. **分组交换优化问题**: - 在报文长度为`x`、分组长度`p+h`的场景下，分组数据部分长度`p`的优化目标是使总时延最小。 - 总时延`D`包括源发送时延和转发时延，通过求导数找到极值，得出最优分组数据部分长度为`p = √(hx)/(k-1)`。 3. **网络时延估算**: - 当网络利用率达到90%时，当前时延`D`是空闲时最小时延`D0`的倍数，可通过网络利用率与空闲时延的关系来估算。 4. **发送时延与传播时延计算**: - 对于不同的数据长度和发送速率，发送时延是数据长度除以数据速率，而传播时延则是距离除以信号在媒体上的速率。 - 示例计算了1000km距离下，不同数据长度和速率情况下，发送时延和传播时延的具体数值。 5. **媒体上的比特传播数量**: - 根据数据率和媒体长度，利用时延带宽积公式`TB = λl`（λ为光速，l为介质长度），计算不同速率（1Mb/s和10Gb/s）下媒体中正在传播的比特数。 这些习题旨在帮助学生理解分组交换技术的效率优化、网络时延的影响因素以及实际通信系统的计算方法，对于深入学习计算机网络原理和实践操作具有重要意义。