原题目如下:
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b(b/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?
分析题目:电路交换的过程是先建立连接,然后传输数据,最后释放连接。
所以电路交换传送报文的总时延=建立连接的时间+发送时延+传播时延
建立连接的时间是:S ,发送时延是:要传送的报文的长度/数据率=x/b
传播时延是:每段链路的传播时延之和=kd
所以总时延=s+kd+x/b
分组交换,总时延=发送时延+传播时延(排队等待时间可忽略不计)
发送时延是:将(xbit)的报文全部发送到线路上,则发送时延=x/b
传播时延是:分组在线路上的传播时延+分组在线路上重新转发时延
总的传输长度是实际的链路长度+报文长度(汽车过桥问题:汽车头进入桥头开始,汽车尾离开桥尾结束,总长度为桥长+车长)
在前面的分组在转发的同时,其后面的分组也在转发,因此计算分组的重新转发时延时只需计算最后的一个分组的从新转发时延,这是很多人不能理解的地方,可以仔细想想,如果每一个分组在一个结点都要计算一次转发时延那就意味着在前一个分组发完之前,链路上的结点都停止工作,显然这是不正确的,举一个例子,假如有50个分组,当第一个分组已经传送到地三个结点时,第三十个分组才刚出发,第二十个分组在第二个结点处转发,此时是三个结点同时工作发送分组而不是只有第三个结点转发第一个分组。
最后一个分组的重新转发时延=(k-1)p/b
分组交换的总时延=发送时延+传播时延+最后的那个分组的重新转发的时延
则分组交换总时延=x/b+kd+(k-1)p/b (k段链路有k-1个结点,这个小陷阱大家应该都能识破)
题目要分组交换比电路交换的时延要小则:
p/b(k-1)+x/b+kd<s+kd+x/b
p/b(k-1)<s k<bs/p+1
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)