習題
P1.
設計并描述在自動櫃員機和銀行的中央計算機之間使用的一種應用層協定。你的協定應當允許驗證使用者卡和密碼，查詢賬目結算（這些都在中央計算機系統中進行維護），支取賬目（即向使用者支付錢）。你的協定實體應當能夠處理取錢時賬目中錢不夠的常見問題。通過列出自動櫃員機和銀行中央計算機在封包傳輸和接收過程中交換的封包和采取的動作來定義你的協定。使用類似于圖1-2所示的圖，拟定在簡單無差錯取錢情況下該協定的操作。明确地闡述在該協定中關于底層端到端運輸服務所作的假設。
P2.式（1-1）給出了經傳輸速率為R的N段鍊路發送長度L的一個分組的端到端時延。對于經過N段鍊路連續地發送P個這樣的分組，一般化地表示出這個公式。
在時間N*（L / R）的第一分組已到達目的地時，第二分組被存儲在最後一個路由器，所述第三分組被存儲在未來到最後一個路由器等。在時間N*（L / R）+ L/ R時，第二分組已到達目的地時，所述第三分組被存儲在最後一個路由器等與該邏輯繼續，我們看到，在時間N*（L / R）+（P-1）*（L / R）=
（N + P-1）*（L / R）的所有分組已到達了目的地。
P3.考慮一個應用程式以穩定的速率傳輸資料（例如，發送方每k個時間單元産生一個N比特的資料單元，其中k較小且固定）。另外，當這個應用程式啟動時，它将連續運作相當長的一段時間。回答下列問題，簡要論證你的回答：
a.是分組交換網還是電路交換網更為适合這種應用？為什麼？
b.假定使用了分組交換網，并且該網中的所有流量都來自如上所述的這種應用程式。此外，假定該應用程式資料傳輸速率的總和小于每條鍊路的各自容量。需要某種形式的擁塞控制嗎？為什麼？
a）一個電路交換網絡将非常适合于應用，因為
應用包括常會話的可預測的平滑帶寬要求。
由于傳輸速率是已知的，而不是突發性的，可保留帶寬為每個應用程式會話，而沒有顯著的浪費。
此外，開銷成本建立和拆除連接配接攤銷的漫長時間典型的應用會話。
b）在最壞的情況下，所有的應用程式同時在一個或多個發射
網絡連結。然而，由于每個鍊路具有足夠的帶寬來處理的總和
所有的應用程式的資料傳輸速率的，不會發生擁堵（非常少排隊）。
鑒于這種慷慨鍊路容量，網絡不需要擁塞控制機制。
P4.考慮在圖1-13中的電路交換網。回想在每條鍊路上有4條鍊路，以順時針方向标記四台交換機A、B、C和D。
a.在該網絡中，任何時候能夠進行同時連接配接的最大數量是多少？
在左上角的交換機和在右上角交換機之間我們可以有4連接配接。
同樣，我們可以有各自的其他3個之間四個連接配接對相鄰交換機。
是以，該網絡可以支援最多16個連接配接。
b.假定所有連接配接位于交換機A和C之間。能夠進行同時連接配接的最大數量是多少？
我們可以連接配接4通過交換機置于上層右側角和
另4個連接配接通過開關傳遞較低左上角，
一共8個連接配接。
c.假定我們要在交換機A和C之間建立4條連接配接，在交換機B和D之間建立另外4條連接配接。我們能夠讓這些呼叫通過這4條鍊路建立路由以容納所有8條連接配接嗎？
是。對于A和C之間的連接配接，我們的路線兩個通B的連接配接，并D.
通過兩個連接配接對于B和D之間的聯系，我們線路二通過A和連接配接到C的兩個連接配接以這種方式，有在最多4個連接配接經過任何連結。
P5.回顧在1.4節中的車隊的類比。假定傳播速度還是100km/h。
a.假定車隊旅行150km：在一個收費站前面開始，通過第二個收費站，并且在第三個收費站後面結束。其端到端時延是多少？
b.重複（a），現在假定車隊中有8輛汽車而不是10輛。
P6.這個習題開始探讨傳播時延和傳輸時延，這是資料網絡中的兩個重要概念。考慮兩台主機A和B由一條速率為R bps的鍊路相連。假定這兩台主機相隔m米，沿該鍊路的傳播速率為s m/s。主機A向主機B發送長度L比特的分組。
a.用m和s來表示傳播時延dprop。
b.用L和R來确定該分組的傳輸時間dtrans。
c.忽略處理和排隊時延，得出端到端時延的表達式。
d.假定主機A在時刻t=0開始傳輸該分組。在時刻t=dtrans，該分組的最後一個比特在什麼地方？
e.假定dprop大于dtrans。在時刻t=dtrans，該分組的第一個比特在何處？
f.假定dproc小于dtrans。在時刻t=dtrans，該分組的第一個比特在何處？
g.假定s=2.5×108，L=120比特，R=56kbps。求出使dproc等于dtrans的距離m。
P7.我們考慮從主機A向主機B通過分組交換網發送語音（VoIP）。主機A将模拟語音轉換為傳輸中的64kbps數字比特流。然後主機A将這些比特分為56位元組的分組。A和B之間有一條鍊路：它的傳輸速率是2Mbps，傳播時延是10ms。一旦A收集了一個分組，就将它向主機B發送。一旦主機B接收到一個完整的分組，它将該分組的比特轉換成模拟信号。從比特産生（從位于主機A的初始模拟信号起）的時刻起，到該比特被解碼（在主機B上作為模拟信号的一部分），花了多少時間？
考慮在一個分組中的第一比特。在此之前位可以傳輸，所有在該位必須産生分組。
P8.假定使用者共享一條3Mbps的鍊路。又設每個使用者傳輸時要求150kbps，但是每個使用者僅有10%的時間傳輸。（參見1.3節中關于“分組交換與電路交換的對比”的讨論。）
a.當使用電路交換時，能夠支援多少使用者？
b.對于本習題的後續小題，假定使用分組交換。求出給定使用者正在傳輸的機率。
c.假定有120個使用者。求出在任何給定時刻，實際有n個使用者在同時傳輸的機率。（提示：使用二項式分布。）