課後習題和問題P18-P26
P20.
考慮對應于圖1-20b吞吐量的例子。現在假定有M對客戶-伺服器而不是10對。用Rs、Rc和R分别表示伺服器鍊路、客戶鍊路和網絡鍊路的速率。假設所有的其他鍊路都有充足容量,并且除了由這M對客戶-伺服器産生的流量外,網絡中沒有其他流量。推導出由Rs、Rc、R和M表示的通用吞吐量表達式。

P21.
考慮圖1-19b。現在假定在伺服器和客戶之間有M條路徑。任兩條路徑都不共享任何鍊路。路徑k(k=1,…,M)是由傳輸速率為Rk1、Rk2、…、RkN的N條鍊路組成。如果伺服器僅能夠使用一條路徑向客戶發送資料,則該伺服器能夠取得的最大吞吐量是多少?如果該伺服器能夠使用所有M條路徑發送資料,則該伺服器能夠取得的最大吞吐量是多少?
圖1-19b此時顯示了在伺服器和客戶之間具有N條鍊路的一個網絡,這N條鍊路的傳輸速率分别是R1,R2,…,RN。應用與對兩條鍊路網絡的分析相同的方法,我們發現從伺服器到客戶的檔案傳輸的吞吐量是min{R1,R2,…,RN},這同樣仍是沿着伺服器和客戶之間路徑的瓶頸鍊路的速率。
P22.
考慮圖1-19b。假定伺服器與客戶之間的每條鍊路的丢包機率為p,且這些鍊路的丢包率是獨立的。一個(由伺服器發送的)資料包成功地被接收方收到的機率是多少?如果在從伺服器到客戶的路徑上分組丢失了,則伺服器将重傳該分組。平均來說,為了使客戶成功地接收該分組,伺服器将要重傳該分組多少次?
P23.
考慮圖1-19a。假定我們知道沿着從伺服器到客戶的路徑的瓶頸鍊路是速率為Rs bps的第一段鍊路。假定我們從伺服器向客戶發送緊接着的一對分組,且沿這條路徑沒有其他流量。假定每個分組的長度為L比特,兩條鍊路具有相同的傳播時延dprop。
a.在目的地,分組的到達間隔時間有多大?也就是說,從第一個資料包的最後一個位元組到達到第二個資料包最後一個位元組到達所經過的時間有多長?
b.現在假定第二段鍊路是瓶頸鍊路(即Rc<Rs)。第二個分組在第二段鍊路輸入隊列中排隊是可能的嗎?請解釋原因。現在假定伺服器在發送第一個分組T秒之後再發送第二個分組。為確定在第二段鍊路之前沒有排隊,T必須要有多長?試解釋原因。
圖1-19a顯示了伺服器和客戶這兩個端系統,它們由兩條通信鍊路和一台路由器相連。考慮從伺服器傳送一個檔案到客戶的吞吐量。令Rs表示伺服器與路由器之間的鍊路速率;Rc表示路由器與客戶之間的鍊路速率。假定在整個網絡中隻有從這台伺服器到那台客戶的比特在傳送。在這種理想的情況下,我們現在問該伺服器到客戶的吞吐量是多少?為了回答這個問題,我們可以想象比特是流體,通信鍊路是管道。顯然,這台伺服器不能以快于Rs bps的速率通過其鍊路注入比特;這台路由器也不能以快于Rc bps的速率轉發比特。如果Rs<Rc,則由該伺服器注入的比特将順暢地通過路由器“流動”,并以速率Rs bps到達客戶,給定了Rs bps的吞吐量。
在另一方面,如果Rc<Rs,則該路由器将不能夠以接收它們那樣快的速率來轉發比特。在這種情況下,比特将以速率Rc離開該路由器,進而得到端到端吞吐量Rc。(還要注意的是,如果比特繼續以速率Rs到達該路由器,繼續以Rc離開路由器的話,在該路由器中等待傳輸給客戶的積壓比特将不斷增加,這是一種非常不希望的情況!)是以,對于這種簡單的兩鍊路的網絡,其吞吐量是min{Rc,Rs},這就是說,它是瓶頸鍊路(bottleneck link)的傳輸速率。在決定了吞吐量之後,我們現在近似地得到從伺服器到客戶傳輸一個F比特的大檔案所需要的時間是F/min{Rc,Rs}。對于一個特定的例子,假定你正在下載下傳一個F=32×10*6比特的MP3檔案,伺服器具有Rs=2Mbps的傳輸速率,并且你有一條Rc=1Mbps的接傳入連結路。則傳輸該檔案所需的時間是32秒。當然,這些吞吐量和傳送時間的表達式僅是近似的,因為它們并沒有考慮分組層次和協定的問題。
P24.假設你希望從波士頓到洛杉矶緊急傳送40×10*12位元組資料。你有一條100Mbps專用鍊路可用于傳輸資料。你是願意通過這條鍊路傳輸資料,還是願意使用FedEx一夜快遞?解釋你的理由。
P25.假定兩台主機A和B相隔20000km,由一條直接的R=2Mbps的鍊路相連。假定跨越該鍊路的傳播速率是2.5×108m/s。
a.計算帶寬-時延積R·tprop。
b.考慮從主機A到主機B發送一個800000比特的檔案。假定該檔案作為一個大的封包連續發送。在任何給定的時間,在鍊路上具有的比特數量最大值是多少?
c.給出帶寬-時延積的一種解釋。
d.在該鍊路上一個比特的寬度(以米計)是多少?它比一個足球場更長嗎?
e.根據傳播速率s、帶寬R和鍊路m的長度,推導出一個比特寬度的一般表示式。
P26.對于習題P25,假定我們能夠修改R。對什麼樣的R值,一個比特的寬度能與該鍊路的長度一樣長?