计算机网络作业

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第一周作业（14分）

1.如图所示网络。A在t=0时刻开始向C发送一个2Mbits的文件；B在t=0.1+e秒（e为无限趋近于0的小正实数）向D发送一个1Mbits的文件。忽略传播延迟和结点处理延迟。

请回答下列问题：

1. 如图所示网络。A在t=0时刻开始向C发送一个2Mbits的文件；B在t=0.1+e秒（e为无限趋近于0的小正实数）向D发送一个1Mbits的文件。忽略传播延迟和结点处理延

2. 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1kbits，且忽略分组头开销以及报文的拆装开销，则A将2Mbits的文件交付给C需要大约多长时间？B将1Mbits的文件交付给D需要大约多长时间？

3. 报文交换与分组交换相比，哪种交换方式更公平？（即传输数据量小用时少，传输数据量大用时长）

参考答案：

1. 由于A先发报文所以，A的报文在路由器的队列中排在B的报文前面，所以A交付2Mbits报文需要时间为：2/10+2/20+2/10=0.5s=500ms；（3分）

B将1Mbits的文件交付给D需要时间为：1/10+2/20(排队时间)+1/20+1/10=0.35s=350ms。（3分）

2. 从t=0时刻到t=0.1s，A发送了1000个分组，用时：1000×1000/10000000=0.1s，

从t=0.1s时刻起与B共享连接路由器的链路，平均各共享到带宽10Mbps，A大约再用时：1/10+2×1000/10000000=0.1002s交付剩余的1000个分组，故A向C交付2Mbits文件大约需要(0.1+0.1002)s≈0.2s；（3分）

B向D交付1Mbits文件需要时间大约为：1/10+2×1000/10000000=0.1002s≈0.1s。（3分）

3. 分组交换比报文交换更公平。（2分）

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第二周作业

1.考虑两台主机A和主机B由一条带宽为R bps、长度为M米的链路互连，信号传播速率为V m/s。假设主机A从t=0时刻开始向主机B发送分组，分组长度为L比特。试求：

1. 传播延迟（时延）dp；

2. 传输延迟dt；

3. 若忽略结点处理延迟和排队延迟，则端到端延迟de是多少？

4. 若dp>dt，则t=dt时刻，分组的第一个比特在哪里？

5. 若V=250000km/s，L=512比特，R=100 Mbps，则使带宽时延积刚好为一个分组长度（即512比特）的链路长度M是多少？

(注：1k=10^3,1M=106)

参考答案：

1. 传播延迟（时延）dp=M/V；（2分）

2. 传输延迟dt=L/R；（2分）

3. 端到端延迟de= L/R+M/V；（2分）

4. 若dp>dt，则t=dt时刻，分组的第一个比特所在位置是：距离主机A的Vdt米的链路上；（2分）

5. 带宽时延积=Rdp=RM/V=512，因此， M=512V/R=512×250000000/100000000 =1280米。（2分）

2.假设主机A向主机B以存储-转发的分组交换方式发送一个大文件。主机A到达主机B的路径上有3段链路，其速率分别是R1=500kbps，R2=2Mbps，R3=1Mbps。试求：

1. 假设网络没有其他流量，则传送该文件的吞吐量是多少？

2. 假设文件大小为4MB，则传输该文件到主机B大约需要多少时间？

(注：1k=10^3,1M=106)

参考答案：

1. 传送该文件的吞吐量：TH=500kbps；（3分）

2. 传送该文件到主机B大约需要时间：T=4×8×10^6/(500×103)=64s。（3分）

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第三周作业

1.假设你在浏览某网页时点击了一个超链接，URL为“https://www.kicker.com.cn/index.html”，且该URL对应的IP地址在你的计算机上没有缓存；文件index.html引用了8个小图像。域名解析过程中，无等待的一次DNS解析请求与响应时间记为RTTd，HTTP请求传输Web对象过程的一次往返时间记为RTTh。请回答下列问题：

1）你的浏览器解析到URL对应的IP地址的最短时间是多少？最长时间是多少？

2）若浏览器没有配置并行TCP连接，则基于HTTP1.0获取URL链接Web页完整内容（包括引用的图像，下同）需要多长时间（不包括域名解析时间，下同）？

3. 若浏览器配置5个并行TCP连接，则基于HTTP1.0获取URL链接Web页完整内容需要多长时间？

4. 若浏览器没有配置并行TCP连接，则基于非流水模式的HTTP1.1获取URL链接Web页完整内容需要多长时间？基于流水模式的HTTP1.1获取URL链接Web页完整内容需要多长时间？

参考答案：

1)最短时间

当本地域名解析服务器中包含要访问的URL所对应的IP地址时，所需的时间时间最短，为RTTd。

最长时间

当本地域名解析器中不包含并且需要从根域名服务器解析时所需的时间最长，解析路径如下：客户端-本地域名服务器、本地域名服务器-根域名服务器、本地域名服务器-com.cn、cn-com、本地域名服务器-权威域名服务器，因此所需的时间为5RTTd。

2)需要html文件本身，外加8个小图像连接。时间包括发起建立TCP连接一个RTTh，HTTP请求传输Web对象过程的一次往返时间RTTh。一共2*9 = 18 RTTh

3)一开始建立TCP连接，获得index.html文件2个RTTh。然后由图像地址信息，在2轮并行处理下完成8个图像的加载工作。2*2个RTTh。2 + 4 = 6 RTTh。

4)无流水情况下，客户端只有收到前一个响应后才发送新的请求，每个被引用的对象耗时一个RTT。

有流水情况下，客户端只要遇到一个引用就尽快发出请求。

无流水: 2 + 8 = 10 RTTh。有流水: 2 + 1 = 3 RTTh。

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第四周作业

1.考虑向N个对等方（用户）分发F=15Gb的一个文件。该服务器具有us=30Mbps的上传速率，每个对等方的下载速率di=2Mbps，上传速率为u。请分别针对客户-服务器分发模式和P2P分发模式两种情况，对于N=10、100和1000以及u=500kbps、1Mbps和2Mbps的每种组合，绘制最小分发时间图表。

（注：k=10^3、M=106、G=10^9）

答案：
公式
$D_{cs}=max\{\frac{NF}{u_s},\frac{F}{d_{min}}\}$
$D_{p2p}=max\{\frac{F}{u_s},\frac{F}{d_{min}},\frac{NF}{u_s+\sum_{N}^{i=1} {u_i} }\}$

C/S
$\frac{F}{d_{min}}=\frac{15*10^9}{2*10^6}=7.5×10^3$

N	C/S
10	$\frac{NF}{u_s}=\frac{10*15*10^9}{30*10^6}=5×10^3$ $D_{cs}=7.5×10^3$
100	$\frac{NF}{u_s}=\frac{100*15*10^9}{30*10^6}=5×10^4$ $D_{cs}=5×10^4$
100	$\frac{NF}{u_s}=\frac{1000*15*10^9}{30*10^6}=5×10^5$ $D_{cs}=5×10^5$

P2P
$\frac{F}{u_s}=\frac{15*10^9}{30*10^6}=500$
$\frac{F}{d_{min}}=\frac{15*10^9}{2*10^6}=7.5×10^3$

N	P2P（u=500kbp）	P2P=（u=1Mbps）	P2P=（u=2Mbps）
10	$\frac{NF}{u_s+\sum_{N}^{i=1} {u_i} }=\frac{10*15*10^9}{30*10^6+10*5*10^5}=4.29×10^3$ $D_{p2p}=7.5×10^3$	$\frac{NF}{u_s+\sum_{N}^{i=1} {u_i} }=\frac{10*15*10^9}{30*10^6+10*1*10^6}=3.75×10^3$ $D_{p2p}=7.5×10^3$	$\frac{NF}{u_s+\sum_{N}^{i=1} {u_i} }=\frac{10*15*10^9}{30*10^6+10*2*10^6}=3×10^3$ $D_{p2p}=7.5×10^3$
100	$\frac{NF}{u_s+\sum_{N}^{i=1} {u_i} }=\frac{100*15*10^9}{30*10^6+100*5*10^5}=1.875×10^4$ $D_{p2p}=1.875×10^4$	$\frac{NF}{u_s+\sum_{N}^{i=1} {u_i} }=\frac{100*15*10^9}{30*10^6+100*1*10^6}=1.154×10^4$ $D_{p2p}=1.154×10^4$	$\frac{NF}{u_s+\sum_{N}^{i=1} {u_i} }=\frac{100*15*10^9}{30*10^6+100*2*10^6}=6.522×10^3$ $D_{p2p}=7.5×10^3$
1000	$\frac{NF}{u_s+\sum_{N}^{i=1} {u_i} }=\frac{1000*15*10^9}{30*10^6+1000*5*10^5}=2.83×10^4$ $D_{p2p}=2.83×10^4$	$\frac{NF}{u_s+\sum_{N}^{i=1} {u_i} }=\frac{1000*15*10^9}{30*10^6+1000*1*10^6}=1.456×10^4$ $D_{p2p}=1.456×10^4$	$\frac{NF}{u_s+\sum_{N}^{i=1} {u_i} }=\frac{1000*15*10^9}{30*10^6+1000*2*10^6}=7.389×10^3$ $D_{p2p}=7.5×10^3$