试从多个方面比较虚电路和数据报这两种服务的优缺点

第五章 广域网

5-1 试从多个方面比较虚电路和数据报这两种服务的优缺点。

答： 从占用通信子网资源方面看: 虚电路服务将占用结点交换机的存储空间， 而数据报服务对每个 其完整的目标地址独立选径， 如果传送大量短的分组， 数据头部分远大于数据部分，则会浪费带宽。 从时间开销方面看: 虚电路服务有创建连接的时间开销， 对传送小量的短分组， 显得很浪费； 而数据报服务决定分组的去向过程很复杂， 对每个分组都有分析时间的开销。 从拥塞避免方面看: 虚电路服务因连接起来的资源可以预留下来， 一旦分组到达， 所需的带宽和结点交换机的容量便已具有， 因此有一些避免拥塞的优势。 而数据报服务则很困难。 从健壮性方面看: 通信线路的故障对虚电路服务是致命的因素， 但对数据报服务则容易通过调整路由得到补偿。 因此虚电路服务更脆弱。

5-4 广域网中的主机为什么采用层次结构方式进行编址？

答： 层次结构方式进行编址就是把一个用二进制数表示的主机地址分为前后两部分。 前一部分的二进制数表示该主机所连接的分组交换机的编号， 而后一部分的二进制数表示所连接的分组交换机的端口号， 或主机的编号。 采用两个层次的编址方案可使转发分组时只根据分组和第一部分的地址（交换机号）， 即在进行分组转发时， 只根据收到的分组的主机地址中的交换机号。 只有当分组到达与目的主机相连的结点交换机时， 交换机才检查第二部分地址（主机号）， 并通过合适的低速端口将分组交给目的主机。 采用这种方案可以减小转发表的长度， 从而减少了查找转发表的时间。

5-5 一个数据报分组交换网允许各结点在必要时将收到的分组丢弃。 设结点丢弃一个分组的概率为 p。 现有一个主机经过两个网络结点与另一个主机以数据报方式通信， 因此两个主机之间要经过 3 段链路。 当传送数据报时， 只要任何一个结点丢弃分组， 则源点主机最终将重传此分组。 试问：

（1） 每一个分组在一次传输过程中平均经过几段链路？

（2） 每一个分组平均要传送几次？

（3） 目的主机每收到一个分组， 连同该分组在传输时被丢弃的传输， 平均需要经过几段

链路？

答： （1） 从源主机发送的每个分组可能走 1 段链路（主机-结点）、2 段链路（主机-结点-结点） 或 3 段链路（主机-结点-结点-主机）。走 1 段链路的概率是 p， 走 2 段链路的概率是 p（1-p）， 走 3 段链路的概率（1-p）2则， 一个分组平均通路长度的期望值是这 3 个概率的加权和， 即等于

L=1×p＋2×p（1-p） ＋3×（1-p）

2 = p 2 -3 p+3

注意， 当 p=0 时， 平均经过 3 段链路， 当 p=1 时，平均经过1段链路， 当 0

可能需要多次发送。

（2） 一次传送成功的概率=（1-p）

2 ， 令α =（1-p） 2 ，

两次传送成功的概率=（1-α ） α ，

三次传送成功的概率=（1-α ）

2 α ，

……

因此每个分组平均传送次数 T=α ＋2α （1-α ） ＋3α （1-α ）

2 ＋

=［α /（1-α ）］［（1-α ） ＋2（1-α ）

2 ＋3（1-α ） 3 ＋……］

因为 ∞

∑ kq

k = q/（1-q） 2

k=1

所以 T=［α /（1-α ）］ ×（1-α ） /［1-（1-α ）］

2 =1/α =1/（1-p） 2

（3） 每个接收到的分组平均经过的链路数 H

H=L×T=（p2 -3 p+3） /（1-p） 2

5-8 流量控制在网络工作中具有何意义？ 流量控制与拥塞控制有何异同之处？

答： 流量机制用来保证发送端不会以高于接收者能承受的速率传输数据, 一般涉及到接收者向发送者发送反馈。 拥塞控制确保通信子网能够有效为主机传递分组， 这是一个全局性的问题，涉及到所有主机、 所有路由器、 路由器中的存储-转发处理以及所有导致削弱通信子网能力的其他因素。拥塞控制： 这是一个全局性的问题， 涉及到所有主机、 所有路由器、 路由器中的存储-转发处理以及所有导致削弱通信子网能力的其他因素。 流量控制： 只与某个发送者和某个接收者之间的点到点通信有关。

5-12 为什么X. 25 分组交换网会发展到帧中继？ 帧中继有什么优点？ 试从层次结构上以及结点交换机需要的进行的处理过程进行讨论。

答：帧中继在许多方面非常类似于 X. 25， 被称为第二代的 X. 25。（1） 帧中继技术主要用于传递数据业务， 它使用一组规程将数据信息以帧的形式(简称帧中继协议) 有效地进行传

送。 它是广域网通信的一种方式。 (2) 帧中继所使用的是逻辑连接， 而不是物理连接， 在

一个物理连接上可复用多个逻辑连接（即可建立多条逻辑信道）， 可实现带宽的复用和动

态分配。 (3) 帧中继协议是对 X. 25 协议的简化， 因此处理效率很高， 网络吞吐量高， 通信时延低， 帧中继用户的接入速率在 64kbit/s 至 2Mbit/s， 甚至可达到 34Mbit/s。 (4) 帧

中继的帧信息长度远比 X. 25 分组长度要长， 最大帧长度可达 1600 字节/帧， 适合于封装局域网的数据单元， 适合传送突发业务(如压缩视频业务、 WWW 业务等) 。

5-19 ATM 信元的结构是怎么样的？ 信元首部的结构分为哪些字段？ 各有什么用处？

答： ATM 信元是定长的， 所以时间是被划分成一个个等长的小片段， 每个小片段就是 ATM 的信元， 它有点类似于同步时分复用情况， 但不同于分组交换网中的情况。UNI 为用户－网络接口； NNI 为网络－节点接口； GFC 为一般流量控制域； VPI 为虚路径标识符； VCI 为虚通道标识符； PT 为净荷类型， 即后面 48 个字节信息域的信息类型；RES 为保留位， 可以用作将来扩展定义， 现在指定它恒为 0； CLP 为信元丢弃优先权， 在发生信元冲突时， CLP 用来说明该信元是否可以丢掉； HEC 为信头校验码， 检验多项式，这个字节用来保证整个信头的正确传输。