Exam in Computer Networks A

Transkript

1 Mid Sweden University Dept. of IT and Media (ITM) Magnus Eriksson Tel , Jan 204 age of 6 Exam in Computer Networks A Course code: DT024G Time: 8:00-2:00 ermitted tools: Arbitrary pocket calculator. A language dictionary, e.g. English- Swedish. reliminary requirement for approval: Totally 34 out of 68 points, or at least 22 points out of 45 at the theory part. The course quizzes (assessments) must also be concluded. Only write on one side of each sheet. You may answer in Swedish or English. Your score will be presented at via the LADOK service preliminary within three weeks, provided that you have concluded the course quizzes. Distance students: If you would like us to post you a copy of the marked exam, please contact our course expedition, itmexp.svl@miun.se. THEORY ART. Associate each of the fields in the left column with one of the protocol headers in the right column. (One protocol may be associated with one or several fields.) Answer in alphabetical order. (2 p) A. Source and destination address B. Virtual ath Identifier (VI), 8 bit, and Virtual Channel Identifier (VCI), 4 bit. C. Source and destination MAC address, each at 48 bit. D. URL E. Segment sequence number, 32 bit F. ACK sequence number, 32 bit G. Source and destination ports, each at 6 bit H. Window size, 6 bit I. Time To Live (TTL), 8 bit J. Source and destination I address, each 28 bit. K. Source and destination I address, each 32 bit. L. Content type, for example Image/JEG, and content-transfer-encoding, for example Base64, Quoted-rintable or Binary.. TC but not UD header 2. Both TC and UD header 3. ATM header 4. MIME header 5. HTT header 6. I version 4 header 7. I version 6 header 8. SMT header 9. Ethernet or IEEE frame header

2 Exam in Computer Networks A 3 January 204 age 2 2. Rita av följande tabell, och sätt ett kryss för att markera vilka av funktionerna -5 som hanteras av protokoll A-D. Det kan vara inget, ett eller flera kryss i en kolumn, och i en rad. A: Ethernet B. I C. UD D. TC. Felupptäckande kod och automatisk omsändning (ARQ) 2. Flödesstyrning 3. Congestion avoidance (Trafikstockningsundvikande) 4. Felupptäckande kod och bortkastande av felaktiga paket. 5. Kollisionshantering (0p) 3. Combine the words. There is a one-to-one relation between the words in the left column and the descriptions in the right column. State what number that corresponds to each letter in numerical order. (5 p). Analog bandwidth A. The number of packets or bytes that can be sent to a destination before acknowledgement. 2. Digital bandwidth consumption B. Logical segment of a network where packets destined to the MAC address FFFFFFFFFFFF are delivered to all computers. Delimited by routers, but not switches and hubs. 3. Channel capacity C. The spanning-tree protocol identifies one per network segment or wire. 4. Modulation D. Measured in Hertz. Upper cutoff-frequency (övre gränsfrekvens) minus lower cutoff-frequency (undre gränsfrekvens). 5. Line coding E. Measured in bps. Maximum possible net bit rate (useful bit rate excluding forward error correcting codes). A theoretical upper bound is given by the Shannon-Hartley formula. 6. Root-port F. A host or router performs "ANDing" of the destination and source I addresses with this value, to identify the subnet address and determine if the addresses belongs to the same subnet or if data must be forwarded by a router.

3 Exam in Computer Networks A 3 January 204 age 3 7. Designated port G. The spanning-tree protocol elects one in the network. 8. Root-bridge or root-switch H. Electrical representation as pulse train. Used when a digital bit stream is transferred over an analogue lowpass channel, for example a local area network or a point-to-point serial line. 9. Collision domain I. Logical network segment supported by a primary and secondary name server, and where hosts share the same name suffix (end of the name). 0. Broadcast domain J. A logical segment of an Ethernet network where only one computer can transmit at a time, and where the bandwidth capacity is shared. Delimited by switches and routers but not hubs.. DNS domain K. Is required when transferring a digital bit stream or an analog lowpass message signal over a bandpass channel, for example a limited radio frequency band or a bandpass filtered telephone network cable. 2. Window size L. May be measured in bps. Throughput (genomströmningshastighet). 3. TC three-way handshake M. A means to synchronize sequence numbers prior to data transmission, during virtual connection establishment. 4. Socket N. The spanning-tree protocol identifies one per bridge or switch. 5. Subnet mask O. End point of a process-to-process communication flow. Uniquely identified by the source and destination I addresses and TC/UD port numbers, and by the transport protocol (TC or UD). 4. Ange vad som utmärker funktionsprincipen för mobiltelefonsystemen G (NMT), 2G (GSM), 2,5G (GSM med GRS), 3G (UMTS) och 4G (LTE). Använd begreppen TDMA, CDMA, OFDMA (eller multi-carrier), FM, FDMA, analog, tidluckor, paketförmedlande. (8 p)

4 Exam in Computer Networks A 3 January 204 age 4 ROBLEM ART Show all calculations. 5. En 90 minuter lång videofilm är lagrad på tre CD-skivor, var och en bestående av 750 MByte. a) Hur många timmar måste man vänta på att tanka hem filmen om man har ett ADSLabonnemang med max hastighet uppströms på 625 kbit/s och nedströms på Mbit/s? Försumma overhead till följd av pakethuvuden, flödesstyrning, trafikstockningshantering, omsändningar, mm. b) Hur stor bitöverföringshastighet i bit/s krävs för att överföra filmen som strömmande media, utan avbrott? c) Om flera användare är anslutna till ett delat fysiskt medium, t.ex. ett radio-lan, med max överföringshastighet Mbit/s, hur många samtidiga användare kan då titta på filmer med ovanstående bildkvalitet som strömmande media, utan avbrott. (5p) 6. Här följer två I-adresser. Ange för var och en av dem vilken klass den tillhör (A/B/C/D/E), vilken typ av adress det är (Hostadress/Nätverksadress/Broadcastadress), antal värddatorer som kan adresseras i nätverket (om class ful adressering används), samt första och sista värddatoradressen i det nätverket. Om du inte vet klassen får du skriva att du antar en viss klass, och använda det i beräkningarna. (5p) a) b) A router has the following routing table. Destinatio n Netmask Next-hop Interf ace Met ric a. Where will a packet destined to address be forwarded? b. Where will a packet destined to address be forwarded? c. What is the broadcasting address of the subnet with subnet address ? d. How many subnets of the same size as subnet / can network / be divided into?

5 Exam in Computer Networks A 3 January 204 age 5 (4 p) 8. In the picture above, I0, I, etc, are the I addresses to the corresponding interfaces. E0, E, etc, are the Ethernet or physical addresses to the corresponding interfaces. (4 p) a. What will the source Ethernet (physical) address and the destination Ethernet (physical) address be in the header of the frame sent from H4 to H9, as the frame traverses LAN 2? b. What will the source Ethernet (physical) address and the destination Ethernet (physical) address be in the header of the frame sent from H4 to H9, as the frame traverses LAN3? c. What will the source I address and the destination I address be in the header of the frame sent from H4 to H9, as the frame traverses LAN2? d. What will the source I address and the destination I address be in the header of the frame sent from H4 to H9, as the frame traverses LAN3? 9. The constellation diagram for a modem that is used for transmission via an analogue channel is shown in the picture on the right. (3 p) a. What kind of modulation is used? FSK, SK, QAM or ASK? b. What is the bit rate if a symbol rate of 60 MBaud is sent? 0. A 300 mw signal is sent over a km long cable, which attenuates the signal 0.02 db/meter. What is the signal strength in mw in the other end of the cable? (3 p). Draw the spectrum for the following signal. The vertical axis should show the amplitude in Volt and the horizontal axis the frequency in MHz. You may draw a bar plot (sw. stolpdiagram). (2 p)

6 Exam in Computer Networks A 3 January 204 age 6 v(t) 5 sin (2л t) + 2 sin (2л t) [Volt] Formelblad Datornätverk A Här följer ett urval av de formler som behandlas under kursens gång. refix kilo (k) 0 3. Mega (M) 0 6. Giga (G) 0 9. Tera (T) 0 2. milli (m) 0-3. Micro (µ) 0 6. Nano (n) 0-9. ico (p) 0-2. Frekvens (Hertz) av periodisk signal: f T, T f där T är signalens periodtid i sekunder. Övertonsspektra: Grundfrekvens (first harmonic) f, första överton (second harmonic) 2f, andra överton (third harmonic) 3f, osv. DC-komponent (likspänning) 0 Hz. Datatakt (bit rate i bit/s): R, Tb Informationsmängd (bit): L bitar kan representera M 2 N L T b där Tb är transmissionstiden för en bit R log M log 2 olika koder. log 2 M (Oftast räcker huvudräkning.) ut Decibelmått: Effektförstärkning (power gain) GdB 0log0 (ofta räcker Analog bandbredd (Hertz): huvudräkning) ut Dämpning (attenuation) AdB GdB 0log0 0log0 Signal-brusförhållande SNRdB 0log0 Kaskadkopplade förstärkare: G TotaltdB G db + G 2dB + G db Bandbredd Övre gränsfrekvens minus undre gränsfrevens. Basbandsbandbredd Övre gränsfrekvens. Nyquists formel för samplingsfrekvens (samples/s): f > 2B krävs för att undvika vikningsdistorision Sampel (aliasing). Här är B den samplade signalens basbandsbandbredd. Nyquists formel för symboltakt: f < 2B där fs är symboltakt i baud eller symboler/s, och B är S kanalens bandbredd. Gäller främst linjekoder. I praktiken är fs < B vid många digitala modulationsmetoder, t.ex. QAM, SK och ASK. Hartley s formel för digital modulation: S log2 Shannon-Heartley s formel: I B log Transmissionstid: R f M där R är datatakt, fs är symboltakt i baud eller symboler/s, och M är antal symboler, t.ex. vid M-QAM eller M-SK-modulation S 2 + N där I är kanalkapaciteteten (max informationstakten eller net bit rate, inkl. ev. felrättande kod, i bit/s), B är bandbredden i Hertz och S/N är signalbrusförhållandet i gånger (inte decibel). L T Tx R där L är meddelandets längd i bit, och R är datatakt i bit/s. S N in in in ut Överföringstid (propagation time): d T p v där d är avståndet, och v är utbredningshastigheten. 8 Ljusets och radiovågors utbredningshastighet: c 3 0 m/s