试简述分组交换的要点

试简述分组交换的要点 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#
1-02、试简述分组交换的要点。

答：在分组交换网络中，采用存储转发方式工作，数据以短的分组形式传送。

如果
一个源站有一个长的报文要发送，该报文就会被分割成一系列的分组。

每个分组包
含用户数据的一部分加上一些控制信息。

控制信息至少要包括网络为了把分组送到
目的地做路由选择所需要的信息。

在路径上的每个结点，分组被接收，短时间存
储，然后传递给下一结点。

分组交换网的主要优点：① 高效。

② 灵活。

③ 迅速。

④ 可靠。

缺点：分组在节点转发时因排队而造成一定的延时;分组必须携带一些控制信息而
产生额外开销;
1-03、试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。

答：
（1）电路交换：在通信之前要在通信双方之间建立一条被双方独占的物理通路。

优点：传输数据的时延非常小。

实时性强。

不存在失序问题。

控制较简单。

缺点：电路交换的平均连接建立时间长。

信道利用低。

（2）分组交换：分组交换采用存储转发传输方式，但将一个长报文先分割为若干
个较短的分组，然后把这些分组（携带源、目的地址和编号信息）逐个地发送出去.
优点：加速了数据在网络中的传输。

简化了存储管理。

减少了出错机率和重发
数据量。

缺点：仍存在存储转发时延。

增加了处理的时间，使控制复杂，时延增加。

1-06、试将TCP/IP和OSI的体系结构进行比较。

讨论其异同之处。

答：（1）OSI和TCP/IP的相同点是二者均采用层次结构，而且都是按功能分层。

（2）OSI和TCP/IP的不同点：
①OSI分七层，自下而上分为物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话
层、表示层和应用层，而TCP/IP分四层：网络接口层、网间网层（IP）、传输层（TCP）和应用层。

严格讲，TCP/IP网间网协议只包括下三层，应用程序不算
TCP/IP的一部分。

②OSI层次间存在严格的调用关系，两个（N）层实体的通信必须通过下一层
（N-1）层实体，不能越级，而TCP/IP可以越过紧邻的下一层直接使用更低层次所
提供的服务，因而减少了一些不必要的开销，提高了协议的效率。

③OSI开始偏重于面向连接的服务，后来才开始制定无连接的服务标准，而
TCP/IP一开始就有面向连接和无连接服务，无连接服务的数据报对于互联网中的
数据传送以及分组话音通信都是十分方便的。

④OSI与TCP/IP对可靠性的强调也不相同。

对OSI的面向连接服务，数据链
路层、网络层和运输层都要检测和处理错误，尤其在数据链路层采用校验、确认和
超时重传等措施提供可靠性，而且网络和运输层也有类似技术。

而TCP/IP则不
然，TCP/IP认为可靠性是端到端的问题，应由运输层来解决，因此它允许单个的
链路或机器丢失数据或数据出错，网络本身不进行错误恢复，丢失或出错数据的恢
复在源主机和目的主机之间进行，由运输层完成。

由于可靠性由主机完成，增加了
主机的负担。

但是，当应用程序对可靠性要求不高时，甚至连主机也不必进行可靠性处理，在这种情况下，TCP/IP网的效率最高。

1-07、计算机网络可从哪几个方面进行分类？
答：计算机网络可以从不同的角度进行分类：
（1）根据网络的交换功能分为电路交换、报文交换、分组交换和混合交换；
（2）根据网络的拓扑结构可以分为星型网、树型网、总线网、环型网、网状网等；
（3）根据网络的通信性能可以分为资源共享计算机网络、分布式计算机网络和远程通信网络；
（4）根据网络的覆盖范围与规模可分为局域网、城域网和广域网；
（5）根据网络的使用范围分为公用网和专用网。

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），从源站到目的站共经过k段链路，每段链路的传播时延为d（s），数据率为C
（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为p （bit），且各结点的排队等待时间可忽略不计。

问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？
答：对电路交换，当t=s时，链路建立；
当t=s x/C，发送完最后一bit；
当t=s x/C kd，所有的信息到达目的地。

对分组交换，当t=x/C，发送完最后一bit；
为到达目的地，最后一个分组需经过k-1个分组交换机的转发，
每次转发的时间为p/C，
所以总的延迟= x/C (k-1)p/C kd
所以当分组交换的时延小于电路交换
x/C (k-1)p/C kd＜s x/C kd时，
(k-1)p/C＜s
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为每个分组所带的控制信息固定长度，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），但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计。

若打算使总的时延为最小，问分组的数据部分长度p应取为多大？
答：分组个x/p，
传输的总比特数：(p h)x/p
源发送时延：(p h)x/pb
最后一个分组经过k-1个分组交换机的转发，中间发送时延：(k-1)(p h)/b
总发送时延D=源发送时延中间发送时延
D=(p h)x/pb (k-1)(p h)/b
令其对p的导数等于0，求极值
p=√hx/(k-1)
1-13、面向连接服务与无连接服务各自的特点是什么？
答：面向连接服务的特点是，在服务进行之前必须建立数据链路(虚电路)然后在进行数据传输，传输完毕后，再释放连接。

在数据传输时，好象一直占用了一条这样的电路。

适合于在一定期间内要向同一目的地发送许多报文的情况。

对传输数据安全，不容易丢失和失序。

但由于虚电路的建立，维护和释放要耗费一定的资源和时间。

无连接服务的特点，在服务工程中不需要先建立虚电路，链路资源在数据传输过程中动态进行分配。

灵活方便，比较迅速；但不能防止报文的丢失、重复或失序。

适合于传送少量零星的报文。

1-14、协议与服务有何区别？有何关系？
答：1、协议是控制对等实体之间通信的规则，是水平的。

服务是下层通过层间接口向上层提供的功能，是垂直的。

2、协议的实现保证了能够向上一层提供服务，要实现本层协议还需使用下层提供的服务。

1-20、传播距离为1000km，信号在媒体上的传播速率为2×108m/s，试计算以下两种情况的发送时延和传播时延：
数据长度为107bit，数据发送速率为100kbit/s。

数据长度为103bit，数据发送速率为1Gbit/s。

答（1）：发送延迟=107/（100×1000）=100s
传播延迟=1000×1000/（2×108）=5×10-3s=5ms
（2）：发送延迟=103/（109）=10-6s=1us
传播延迟=1000×1000/（2×108）=5×10-3s=5ms
1-22.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，需加上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18字节。

试求数据的传输效率。

若应用层数据长度为1000字节，数据的传输效率是多少？
答：数据长度为100字节时
传输效率=100/（100 20 20 18）=63.3%
数据长度为1000字节时，
传输效率=1000/（1000 20 20 18）=94.5%
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