Mid Sweden University Exam in Computer Networks A (Datornätverk A) Course code: Time: Permitted tools Preliminary requirement for approval:

Transkript

1 Mid Sweden University Dept. of IT and Media (ITM) Magnus Eriksson Tel , Jan 202 Page of 5 Exam Computer Networks A (Datornätverk A) Course code: DT024G Time: 8:00-2:00 Permitted tools: Arbitrary pocket calculator. A language dictionary, e.g. English-Swedish. Prelimary requirement for approval: 30 of 60 pots. Only write on one side of each sheet. You may answer Swedish or English. Your score will be presented at via the LADOK service about 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. Good luck! THEORY PART. (6 p) At which protocol layer the five layer TCP/IP model are the followg standards and protocols situated? (Only one layer for each sub-question) a) RFC 959; File Transfer Protocol b) RFC 2373; Ip version 6 addressg architecture. c) RFC 793; Transmission Control Protocol. d) The IEEE 802.n standard, which is an extension to the IEEE 802. wireless standard, and defes MIMO (multiple-put multiple-output) transmission based on several antennas, OFDM modulation and advanced signal processg. e) The IEEE 802.e standard, which is an extension to the IEEE 802. MAC sublayer frame format for wireless, and allows Quality-of-Service (QoS) guarantees based on diffrerence QoS requirements for different services. f) The V.42 error control standard used dialup modems. It divides the transferred bit stream to data blocks, and provides automatic repeat request (ARQ) of the blocks based on the ITU-T standard CRC32 polynomial x 32 +x 26 +x 23 +x 22 +x 6 +x 2 +x +x 0 +x 8 +x 7 +x 5 +x 4 +x 2 +x+.

2 Exam Computer Networks A 3 January 202 Page 2 2. Combe the terms (letters) with the descriptions (numbers). Answer alphabetical order. There is a one-to-one relationship. (2 p) A. Digital bandbredd B. Analog bandbredd C. Rekursiv namnuppslagng D. Iterativ namnuppslagng E.Mobile-IP F. Spread spectrum/cdma G. OFDM eller discrete multi-tone (DMT) H. Burst trafik I. Intradoma routg J. Interdoma routg K. ICMP L. IGMP. Protokoll som skickar felmeddelanden från routrar och annan kontrolformation i nätverkslagret, och som utnyttjas av pg och traceroute. 2. Genomströmngshastighet eller datatakt. Mäts i bit per sekund (bps). 3. Klienten kontaktar själv alla dns-servrar för att lösa ut svaret. 4. Teknik som används i 3G-mobiler som överför många samtidiga telefonsamtal samtidigt över en bred frekvenskanal, och tillåter signal-brusförhållande som är lägre än 0 decibel. 5. En namnuppslagng där DNS-servern efter att ha frågat övriga DNS-servrar och förser klienten med det slutliga svaret. 6. Ett protokoll som går i IPv6, som möjliggör att en dator kan flyttas mellan olika nätverk, och då byter visitg IP-address, men behåller home IPaddress. 7. Trafikflöde där get data skickas under en långa perioder, mellan korta tensiva skurar av högt dataflöde. 8. Övre gränsfrekvensen mus undre gränsfrekvensen. Mäts i Hertz. 9. Routg som sker mellan två autonoma system. 0. Teknik som används i 4G-mobiler, digital-tv och ADSL-modem, och utnyttjar många smalbandiga bärvågor på olika frekvens. Det kan hantera ekon, fädng och ojämn frekvensgång.. Routgprotokoll som möjliggör multicastg, dvs att en host kan skicka trafik till flera utan att behöva skicka samma paket i flera kopior. Används vid IP-TV. 2. Routg som sker om ett autonomt system 3. (6 p) Expla the concept of Internet sockets. (Use at least six of the terms process, API operational system, port number, socket address, socket identifier, netstat, IP address, uniquely identified by.) 4. (6 p) Describe the difference between a router, a switch and a hub. Examplify and illustrate. (Mention bit rate, packet queues, IP addresses, collisions, broadcastg doma, MAC address filterg, full/half duplex.)

3 Exam Computer Networks A 3 January 202 Page 3 5. Draw a copy of the followg table (with numbers but not all the text). Put a tic to mark if statement to 0 is valid for s of type A, B and C. There may be one or several tics a column or a row. ( pot per correct row. 0.5 pots for a partly correct row.) (0 p). May use FDM or TDM multiplexg. 2. Based on packet switchg. 3. The bit rate and delay may vary. 4. The data may be delivered changed order because it does not follow a fix path. 5. One datastream or connection can not borrow unused capacity from another. 6. The resources are reserved the nodes durg a connection phase. 7. Limited number of channels. Blocks new connections if too many simultaneous connections. 8. For example: GPRS, X.25, Frame relay and ATM 9. For example: ISDN and SONET/SDH 0. For example: Conventional IP s A: Circuit switched B: Virtual circuit switched C: Datagram PROBLEM PART Show all calculcations. 6. Du har fått addressområdet /24 (dvs nätmask ). Dela upp den i 3 subnät enligt topolog nedan. Ange nätverksaddress, subnätmask samt broadcastaddress för varje subnät. Redovisa da beräkngar. (4 p)

4 Exam Computer Networks A 3 January 202 Page 4 7. Du har utvecklat ett beroende av ett mobilspel, och klarar te av att mobilen laggar, dvs ger för stor tidsfördröjng. Du gör några mätngar och konstaterar att du har att välja på (a) att använda ett trådlöst nätverk (Wifi/Ieee 802.b) som på grund av det långa avståndet till den trådlösa accesspunkten bara klarar 2 Mbit/s, och ger en tidsfördröjng som är försumbar, och (b) en turbo-3g-mobiluppkopplg, som kommer upp i 8 Mbit/s, och en pgtid (round trip time) på 40 ms. Vilken bör du välja? När du spelar som tensivast sänder servern mängder av 0 kbyte långa meddelanden, och väntar på ACK från klienten mellan varje meddelande enligt prcipen stop-and-wait. Hur många paket per sekund överförs med de två teknikerna? (4 p) 8. A 0,3 W signal is sent over a 4 km long cable, which attenuates the signal 0.0 db/meter. What is the signal strength mw the other end of the cable? (3 p) 9. An FDM multiplexer combes four 6QAM modulated signals. The total available frequency range is between 460 (lower cutof frequency, undre gränsfrekvens) and 480 MHz (upper cutoff frequency, övre gränsfrekvens). A guard frequency band of 2 MHz is required between each channel (each signal). What bit rate can be achieved on each signal? You may assume that the channel bandwidth is equal to the symbol rate baud. (3 p) 0. (4 p) Nisse tycker att han sjunger bra. För att kunna göra en egen spelng på s sång och sedan kunna spara den som en WAVE-fil på datorn har han köpt en mikrofon som han ansluter till ljudkortet. Sedan startar han ljudspelaren i Wdows och börjar mixtra med ställngarna. Efter att ha funderat lite väljer han slutligen s.k. PCM-ljudformat och att ljudsignalen ska kvantiseras i spänngsnivåer. Samplgsfrekvensen väljer han så att ljudsignalen te bör nehålla frekvenser över,025 khz. Hur stor blir då samplgsfrekvensen? Som en sista ställng väljer Nisse mono-ljud. Hur många byte ledigt utrymme på hårddisken behöver Nisse för att kunna spela och spara 5 muters sång? Ingen datakomprimerg används.. Draw the spectrum for the followg signal. The vertical axis should show the amplitude Volt and the horizontal axis the frequency MHz. Draw a bar plot (sw. stolpdiagram). Do not draw time plot showg se waves. v(t) = 4 s (2л t) + s (2л t) + 2 cos (2л t) [Volt] (2 p)

5 Exam Computer Networks A 3 January 202 Page 5 Formelblad Datornätverk A Här följer ett urval av de formler som behandlas under kursens gång. Prefix 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. Pico (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 (likspänng) 0 Hz. Datatakt (bit rate i bit/s): T b R =, Informationsmängd (bit): L bitar kan representera M = 2 N T b = där T är transmissionstiden för en bit R b olika koder. log M L = log2 M = (Oftast räcker huvudräkng.) log 2 Put Decibelmått: Effektförstärkng (power ga) GdB = 0log0 (ofta räcker P Analog bandbredd (Hertz): huvudräkng) Put P Dämpng (attenuation) AdB = GdB = 0log0 = 0log0 P P S Signal-brusförhållande SNRdB = 0log0 N Kaskadkopplade förstärkare: G = G + G2 + G TotaltdB db db db Bandbredd = Övre gränsfrekvens mus undre gränsfrevens. Basbandsbandbredd = Övre gränsfrekvens. Nyquists formel för samplgsfrekvens (samples/s): f > 2B krävs för att undvika vikngsdistorision Sampel (aliasg). Här är B den samplade signalens basbandsbandbredd. Nyquists formel för symboltakt: fs < 2B där fs är symboltakt i baud eller symboler/s, och B är kanalens bandbredd. Gäller främst ljekoder. I praktiken är fs < B vid många digitala modulationsmetoder, t.ex. QAM, PSK och ASK. Hartley s formel för digital modulation: R = fs log2 M S Shannon-Heartley s formel: I = B log 2 + N Transmissionstid: där R är datatakt (gross bit rate) kl ev felrättande kod, fs är symboltakt i baud eller symboler/s, och M är antal symboler, t.ex. vid M-QAM. där I är kanalkapaciteteten (max formationstakt eller net bit rate, exkl. ev. felrättande kod, i bit/s), B är bandbredden i Hertz och S/N är signalbrusförhållandet i gånger (te decibel). Tx L R T = där L är meddelandets längd i bit, och R är datatakt i bit/s. Överförgstid (propagation time): T = där d är avståndet, och v är utbredngshastigheten. Ljusets och radiovågors utbredngshastighet: p d v 8 c = 3 0 m/s ut