📡 2010年408（34）真题类似题详解：报文交换 vs 分组交换时延对比

题目来源：高校计算机网络课程典型例题
难度等级：★★★☆☆（基础但易错）
适用人群：备考408考研、学习计算机网络的初学者
核心考点：存储-转发机制、报文交换与分组交换的时延分析

🔍 题目原文

【例】主机甲通过1个路由器（存储-转发）与主机乙互联，两段链路的数据传输速率均为10 Mbps，主机甲分别采用报文交换和分组大小为10 kb的分组交换向主机乙发送一个大小为8 Mb的报文。若忽略链路传播延迟、分组头开销和分组拆装时间，则两种交换方式完成该报文传输所需的总时间分别为（ ）。

A. 800ms、1600ms
B. 801ms、1600ms
C. 1600ms、800ms
D. 1600ms、801ms

✅ 解题目标

比较报文交换和分组交换在相同网络条件下，传输同一个报文所花费的总时间。

关键在于理解：

• 存储-转发机制下，必须完整接收才能转发；

• 流水线效应在分组交换中的作用；

• 谁先到达终点？谁最后到达？

🧩 第一步：统一单位

• 报文大小：8 Mb = 8 × 10⁶ 比特（注意是“Mb”= megabit）

• 链路速率：10 Mbps = 10⁷ bps

• 分组大小：10 kb = 10,000 比特 = 10⁴ 比特

⚠️ 注意：这里用的是“kb”表示千比特（kilo-bit），不是字节。
所以 10 kb = 10,000 bits，不是 10,000 字节！

✅ 情况一：报文交换（Message Switching）

特点：

• 整个报文作为一个整体发送；

• 路由器必须完整接收整个报文后，才能开始转发；

• 无流水线，串行处理。

计算过程：

1. 主机甲 → 路由器

• 发送时间 ==800 ms

2. 路由器 → 主机乙

• 路由器收到后，再发送给乙，同样需要 800 ms

总时间：

✅ 因为是存储-转发，必须等前一段发完才能发下一段。

✅ 情况二：分组交换（Packet Switching）

特点：

• 将报文划分为多个小分组；

• 每个分组独立传输；

• 支持流水线传输（Pipeline）；

• 路由器收到一个分组就立即转发（存储-转发）。

步骤 1：计算分组数量

• 报文大小：8 × 10⁶ bits

• 每个分组：10⁴ bits

• 分组数：

步骤 2：计算单个分组的发送时延

• 每跳发送时间 =

步骤 3：分析第一个分组的传输路径

• 甲 → 路由器：1 ms

• 路由器 → 乙：1 ms

• 所以第一个分组在t = 2 ms到达乙

步骤 4：分析最后一个分组的传输路径

• 第一个分组在 t=0 开始发送

• 第二个分组在 t=1 ms 开始发送（因为前一个发完才发下一个）

• ...

• 第 800 个分组在 t = (800 - 1) × 1 =799 ms时从甲发出

然后它要经过：

• 甲 → 路由器：1 ms → 到达路由器：800 ms

• 路由器 → 乙：1 ms → 到达乙：801 ms

✅ 所以，最后一个分组到达乙的时间是 801 ms

这就是整个报文被完全接收的时间！

✅ 对比结果

✅ 正确答案

D. 1600ms、801ms

💡 关键结论

✅分组交换虽然每个分组有额外处理开销，但在本题中忽略这些因素，因此能实现更高的效率。

❗ 常见误区提醒

1. 误以为分组交换更快是因为“并行”
   实际上是流水线，不是并行。每个分组仍按顺序发送。

2. 忘记最后一个分组的延迟
   很多人只算到“第800个分组发出”，忘了它还要走两跳。

3. 混淆单位
   “8 Mb”是比特，不是字节；“10 kb”也是千比特。

4. 认为分组交换时间更短是因为“不需等待”
   错！分组交换也需要等待，只是等待时间更短。

📚 延伸思考

• 如果分组头占 20 bits，会如何影响？

• 若使用虚电路或数据报模式，有何区别？

• 如果链路带宽变为 1 Gbps，结果会怎样？

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