题目描述

【2014年题36】主机甲与主机乙之间使用后退N帧(GBN)协议传输数据，甲的发送窗口尺寸为1000，数据帧长为1000字节，信道带宽为100Mbps，乙每收到一个数据帧就立即利用一个短帧（忽略其传输延迟）进行确认，若甲乙之间的单向传播延迟是50ms，则甲可以达到的最大平均数据传输速率约为（）。
A.10Mbps
B.20Mbps
C.80Mbps
D.100Mbps

前置知识

• 字节用Byte 表示， $1B=8bit$
• 传输延迟就是发送延迟
• 发送周期：第一个分组从发出，到接收对应的ACK所经历的时间
  $$发送周期=第一个分组发送时延+传播时延+ACK发送时延+ACK传播时延$$

解析

• $最大平均传输速率=\frac{一个发送周期内发送的数据量}{发送周期}$
• 带宽为最大数据传输率，实际不一定能达到，但本题问最大平均数据传输速率，那么认为发送速率 = 带宽
• 发送周期是多少？
  • 发送一个分组所需的时间 = $\frac{分组大小}{发送速率}=\frac{1000B}{100Mb/s}=8\times 10^{-5}s$
  • 第一个分组的传播时延（从主机甲到主机乙）= 50ms（题目规定）
  • 第一个ACK的发送时延 = 0ms（题目规定：忽略其传输延迟）
  • 第一个ACK的传播时延（从主机乙到主机甲）= 50ms（题目规定）
  • 发送周期 = $8\times 10^{-5}s+50ms+50ms=100.08ms$
• 在这 100.08ms 内，主机甲能发送多少个分组？
  • 首先，在接收到ACK之前，窗口大小不会改变，因此最多可以发送1000个分组
  • 每个分组需要 0.08ms 的发送时延，因此 1000 个分组需要 1000×0.08ms = 80ms < 100.08ms
    也就是说，主机甲可以在第一个ACK到达前，发送完窗口内的所有分组
• 在这 100.08ms 内，主机甲能发送多少数据？
  $数据量=分组数量\times 分组大小=1000\times 1000B=8\times 10^{6}b$
• 最大发送速率 = $\frac{8\times 10^{6}b}{100.08ms}\approx 80Mb/s$