计算机网络教程：电路交换VS分组交换的时延分析

该资源提供了《计算机网络教程》谢希仁编著的课后习题答案，主要涉及了电路交换与分组交换的比较、报文分组长度优化问题以及发送时延和传播时延的计算。 在计算机网络中，电路交换和分组交换是两种主要的通信方式。电路交换是一种预先分配通信资源的方式，它在数据传输前需要建立一条从源到目的地的物理路径，建立时间是s秒，数据传输速率是C bit/s。整个传输过程包括电路建立时间、数据发送时间和传播延迟，总时延为s + x/C + kd。相比之下，分组交换将大报文分割成若干小分组，每个分组独立传输，分组长度为p bit，不考虑结点的排队延迟。最后一个分组需要经过k-1个交换节点，每个节点转发时间是p/C，总时延为x/C + (k-1)p/C + kd。分组交换时延小于电路交换的条件是(k-1)p/C < s。 在优化分组交换的性能时，考虑了报文长度x和分组长度(p+h) bit，其中h为控制信息固定长度。总链路数为k，数据率为b bit/s。总的时延D由源发送时延和中间发送时延组成，通过求导找到极值，得出分组数据部分的最佳长度p = √hx/(k-1)，这样可以最小化总的时延。 发送时延和传播时延是网络性能的重要指标。例如，在数据长度为107 bit，发送速率为100 kbit/s，传播距离为1000 km，传播速度为2×10^8 m/s的情况下，发送延迟为100 s，传播延迟为5 ms。另一例中，数据长度为103 bit，发送速率为1 Gbit/s，发送延迟为1微秒，传播延迟同样为5 ms。 面向连接服务和无连接服务是网络服务模型的两种类型。面向连接服务如TCP，它在数据传输前先建立连接，提供可靠的、顺序的、错误检查的服务，适合于需要高可靠性的应用。无连接服务如UDP，无需预先建立连接，直接发送数据，适用于实时性要求高、对数据丢失容忍度较高的应用场景。两者各有优缺点，适用于不同的网络需求。