分組交換的報(bào)文交付時(shí)間

圖1

首先對(duì)在公式推導(dǎo)中需要的一些變量進(jìn)行說(shuō)明:假設(shè)我們有 的報(bào)文需要進(jìn)行發(fā)送,采用分組交換的方式進(jìn)行發(fā)送,假設(shè)分組的長(zhǎng)度(大?。? .假設(shè)鏈路帶寬(數(shù)據(jù)傳輸速率)為 .假設(shè)從發(fā)送方到接收方的跳步數(shù)為 , 路由器 數(shù)為 .那么我們可以得到分組交付時(shí)間 的計(jì)算公式如下:

下面給出上面 公式{1} 的推導(dǎo)過(guò)程:

  • 由于采用分組交換的方式,因此從發(fā)送開(kāi)始計(jì)時(shí),經(jīng)過(guò)時(shí)間L/R,源端系統(tǒng)的發(fā)送的第一個(gè)分組經(jīng)過(guò)一個(gè)跳步達(dá)到第一個(gè)路由器;
  • 經(jīng)過(guò)第二個(gè)L/R此時(shí)源端系統(tǒng)發(fā)送了兩個(gè)分組,同時(shí)第二個(gè)第二個(gè)路由器也收到了第一個(gè)路由器轉(zhuǎn)發(fā)的分組;
  • 重復(fù)上面的過(guò)程,經(jīng)過(guò)時(shí)間(L/R)*h,目的端系統(tǒng)收到了第一個(gè)分組;
  • 此后每經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)間L/R目的端系統(tǒng)就收到一個(gè)分組,總的分組數(shù)量為M/L,同時(shí)由于已經(jīng)接收到了一個(gè)分組,因此還需要接收M/L-1個(gè)分組.
    由此我們得到總的交付時(shí)間的計(jì)算公式 2
    \begin{aligned} T &=h* L / R+(M/L-1) L / R \\ &=M / R+(h-1) L / R \end{aligned} \tag{2}
    顯然我們知道跳步數(shù)和路由器數(shù)之間存在這樣的關(guān)系n=h-1,將其帶入 公式2 因此我們最后得到的公式為
    \begin{aligned} T &=M / R+n L / R \end{aligned} \tag{3}

示例

下面我們通過(guò)以2009年全國(guó)計(jì)算機(jī)考研中的一道試題來(lái)加深對(duì)上面推導(dǎo)過(guò)程的理解:

在下圖所示的采用“存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)”方式的分組交換網(wǎng)絡(luò)中,所有鏈路的數(shù)據(jù)傳輸速率為100 Mbps, 分組大小為1 000 B ,其中分組的頭部大小為20 B. 若主機(jī)H1向主機(jī)H2發(fā)送一個(gè)大小為980 000B 的文件,則在不考慮分組拆裝時(shí)間和傳播延遲的情況下,從H1發(fā)送開(kāi)始到H2接收完為止,需要的時(shí)間至少是多少?

圖2

【分析&求解】:由于題目中需要計(jì)算的是一個(gè)最小 時(shí)間,因此我們需要選擇圖中上面的一條鏈路進(jìn)行計(jì)算.我們還需要計(jì)算的數(shù)據(jù)需要拆分為多少個(gè)分組.由于每個(gè)分組大小為,我們假設(shè)有個(gè)分組,因此可以列出下面方程:

解上面方程我們知道有個(gè)分組,由于在發(fā)送數(shù)據(jù)的過(guò)程中頭部數(shù)據(jù)也需要進(jìn)行發(fā)送,因此我們按 公式{1} 列出下面的算式計(jì)算得到時(shí)間:

因此,從H1發(fā)送開(kāi)始到H2接收完為止,需要的時(shí)間至少是80.16ms.

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