网络原理考点之报文与分组交换传输时间计算思路

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网络原理考点之报文与分组交换传输时间计算思路

2023-09-04 19:13| 来源: 网络整理| 查看: 265

如:2019年10月04741真题第43题:

答:不会,查了下书,只是介绍了网络性的指标,只有用自己的语言表达出来的,才是真正经过思考的,最终属于自己的东西。

1、速率:指网络单位时间内传输的数据量,用以描述快慢。通常给出的速率是指的额定速率,

另一个重要的概念是带宽,在计算机网络中,用以表示链路或信道最高的传输速率。单位与速率一样。但在通信或信号处理领域,用以表示信号成分的最高频率与最低频率之差,单位是Hz

2、时延:评价网络性能的另一个重要指标。指数据从一个结点到网络上另一个结点所需要的时间。跳到相邻结点的过程称为一“跳”。一般从源主机到目的主机分为三跳:1、从源主机到分组交换机1  2、从分组交换机1到分组交换机2 3、从2分组交换机2到目的主机。只要分清楚每一跳的时延就可以求得任意情况下,分组从源结点到目的结点的时延。

每一跳产生4种时延:

 结点处理时延:指到达交换设备时,验证分组数据是否存在差错,检索转发表,确定如何转发分组,还可能修改部分控制信息。一般可忽略。

排队时延:其实就是指存储-转发中存储等待的过程。这个时间是不确定的。

传输时延:分组从输出链路发出时,从第一位到最后一位所用的时间。公式为

传播时延: 物理链路中的传播时延。公式为:

从图43中也可以看出,经过2个交换结点需要3跳,那么经过n个交换结点,需要n+1 跳。

其实: 本题就对些概念的理解及运用。根据题意,忽略传播延迟和结点处理延迟(题目虽然是写成了传播但从图中可看出传播延迟是不可能被忽略的,所此处应该传输延迟),那只有排队延迟和传播延迟。

A先发,第一跳所需要的传播时延为4Mbit/20Mbps=0.2S,传输完毕于 0.2 s。

             第二跳所需要的传播时延为4Mbit/40Mbps=0.1S,传输完毕于 (0.3)s。

             第三跳所需要的传播时延为4Mbit/20Mbps=0.2S,传输完毕于 0.5s。

B在(0.1+e)S,才开始发送2Mbit的文件,第一跳所需要的传播时延为2Mbit/20Mbps=0.1S,传输完毕于(0.2+e)S,这个时间点正好处于A的第二跳时段,所以需要排队等待,等待多长时间呢?答案是,等待A第二跳完成。A的第二跳时延为0.1S

所以B的第二跳需要用时0.1S(A第二跳)+2Mbit/40Mbps=0.1S+0.05S=0.15S,传输完毕于(0.35+e)S.

由于跨过了A的第三跳,所以B的第三跳所需要传播时延为2Mbit/20Mbps=0.1S,传输完毕于(0.45+e)S.

综上:A传4Mbit文件到C,需要0.5S

          B传2Mbit文件到D,需要0.45-0.1(B从0.1S开始传文件)=0.35S.

此题完结.

题中是提到一个概念的:报文交换??

以报文为数据交换的单位,采用存储转发的传输方式。

什么又是存储-转发呢?

交换结点以接收-存储-转发的工作方式就称为存储-转发交换方式。

还是那句话,只要的还是学习网络的思想,其实报文交换方式并没有现代网络所采用。

真正采用的是分组交换,什么是分组交换呢?

又称报文分组交换,将报文划分为更小的数据单位:报文分组(也称为段、包、分组)。

如题:2017年4月

注:

分组交换技术是在1960年代末出现的,当时美国高级研究计划局(简称ARPA)为实现远程计算机之间的信息交换,资助建设一个试验性的网络,该网络被称为ARPANET。ARPANET的主要研究成果之一就是开发一种新的网络协议,在ARPANET网络上对话必须使用这种网络协议。该协议采用一种新的网络信息传输技术,这就是分组交换技术。

分组交换也称包交换,它是将用户传送的数据划分成多个更小的等长部分,每个部分叫做一个数据段。在每个数据段的前面加上一些必要的控制信息组成的首部,就构成了一个分组。首部用以指明该分组发往何地址,然后由交换机根据每个分组的地址标志,将他们转发至目的地,这一过程称为分组交换。进行分组交换的通信网称为分组交换网。分组交换实质上是在“存储—转发”基础上发展起来的。它兼有电路交换和报文交换的优点。

 

类似的题型,可能还会问

如果图中网络采用存储-转发方式的分组交换,分组长度为等长的2kbits,且忽略分组头开销以及报文的拆装开销,则A将4Mbits的文件交付给C需要大约多长时间?B将2Mbits的文件交付给D需要大约多长时间?

答:

A-C,B-D经过了两个路由器,共3跳到达,假设A,B连接的路由器为E,C,D连接的路由器为F 存储-转发方式的报文交换是以较小的分组进行“存储-转发”,其报文交付时间计算公式为: ○ 报文:Mbits ○ 链路带宽(数据传输速率):R bps ○ 分组长度(大小):L bits ○ 跳步数:h ○ 路由器数:n T=M/R+(h-1)L/R =M/R+nL/R

t从0到0.1秒时,A-C独占链路带宽,此时发送分组传输时延为L/R 2000 bits/20000000 bits = 0.0001 即一个分组从A到E仅需0.0001秒,那么0.1秒内A可以发送1000个分组,即2Mbits报文 从t=0.1秒之后,E到F的链路由A,B共享,各占20Mbits的链路 A->C:T=2(Mbits)/ 20(Mb/s)+2*2000 / 20000000=0.1002 在加上t从0到0.1秒时的0.1秒,A到C需要大约0.2002秒

B->D:T=2(Mbits)/ 20(Mb/s)+2*2000 / 20000000=0.1002 B到D需要大约0.1002秒

注:其中

花费时间应该是整体消息的大小除以瓶颈链路的带宽,再加上两个路由器的传输时间。为什么??

其实是与流水线处理方式有相似之处,流水线方式计算为 单条指令所需时间+(n-1)×(流水线周期),其中,流水线周期是指:指令分段执行中时间最长的一段。

M/R好理解,无非就是整体报文的传输时延,可简单理解发送整段报文所需要的时间,nL/R,其实就是跳数-1*每跳的传输时延(跳的带宽相同的情况下,带宽不同,得分开计算),因为发送完第二包数据后,接收端已经开始接收了第一包了。所以只需要M/R + nL/R,就可以得出分组下传播时延。

由此,也可见 分组交换用时少,且在报文交换情况下,当B-D慢了0.1+e秒开始传输时,在E-F链路上需要等待A的报文发送完毕。在分组交换情况中,可以按需共享来复用链路,使得B的报文分组不被阻塞。因此分组交换更为公平。

衡量网络性能其他几个重要指标:

时延带积宽:传播时延与速率的乘积,单位是位。一段链路所能容纳数据位数。

丢包率:

     吞吐量:约等于瓶颈链路的带宽。表达实际的数据传送率。        

备注:

传输时延与传播时延的区别:?????

传输时延是路由器将分组推出所需要的时间,它是分组长度和链路传输速率的函数,而与两台路由器之间的距离无关。传播时延是一个比特从一台路由器向另一台路由器传播所需要的时间,它是两台路由器之间距离的函数,但与分组的长度或链路的传输速率无关。

 



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