从数据传输速率的视角思考信道利用率

@(计算机网络)

（2014.36）主机甲和主机乙之间使用GBN协议：甲的发送窗口尺寸是1000，数据帧长是1000字节，信道带宽是100Mbps.乙每收到一个数据帧就立即利用一个短数据帧进行确认（传输时延忽略）。若甲乙之间的单向传播时延是50ms,则甲可以达到的最大平均数据传输率是：80Mbps.

分析：我上来想的是，计算信道利用率的最大值，那么再乘以信道带宽便是最大值了。但是这个关系看起来并不是可靠的，因为信道利用率我们下的定义是发送数据的时间占发送周期的比率。
因此，还是采用直接计算更为直观。

一个发送周期是：发送方从发送第一个数据开始，到接收到第一个确认帧为止。
因此，一个发送周期内GBN协议可以连续发送1000个数据帧，共1MB。

发送一帧用时：1000B÷108bps=8⋅10−5=0.08ms1000B\div 10^8bps = 8 \cdot 10^{-5} = 0.08ms
发送周期T = 1000B÷108bps+RTT=100.08ms1000B\div 10^8bps + RTT = 100.08ms
则一个发送周期内可以连续发送1000帧，共用时80ms。所以一个发送周期内并不是每一刻都在发，受限制于窗口大小，因此达不到100Mbps.
所以最大传输速率约是：
1000⋅1000B÷0.1s=80Mbps.1000\cdot 1000B\div 0.1s = 80Mbps.

需要思考的是，既然连续发送了，为什么达不到信道带宽呢？

这样想，达到带宽的话，需要一秒发送100Mb,约等于一秒发送12500帧。
一个发送周期是约为0.1秒，那么也就是一个发送周期要发1250帧。已经大于窗口数了，因此做不到100Mbps.

计算信道利用率：

α=一个发送周期内发送数据时间发送周期=1000⋅0.08100.08=80%

\alpha = \frac{一个发送周期内发送数据时间}{发送周期} = \frac{1000\cdot 0.08}{100.08} = 80\%

所以最大数据传输速率约为80Mbps.

一个发送周期内最多发送所有的窗口，这种限制理解是否正确？

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