Exam in Computer Networks. Mid Sweden University. 29 maj Magnus Eriksson Tel

Transkript

1 Mid Sweden University Dept. of IT and Media (ITM) Magnus Eriksson Tel maj 207 Page of 7 Exam in Computer Networks Answers Course code: DT024G Time: 8:00 3:00 Permitted tools: Arbitrary pocket calculator. A language dictionary, e.g. English Swedish. Preliminary requirement for approval: Totally 3 out of 62 points, or at least 9 points out of 38 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. THEORY PART. (25 p) Para ihop ord i vänster kolumn med beskrivning i höger kolumn. Ange vilken siffra som hör till vilken bokstav i nummerordning (inte i bokstavsordning). Det råder ett ett-till-ett-förhållande mellan dem. Observera att kolumnerna fortsätter på nästa sida.. ftp:// A. En riktning i taget. T.ex. Ethernet med koaxialkablar, eller kommunikationsradio (walkie-talkie, där man säger kom eller over och släpper en knapp när man talat färdigt) B. Enkelriktad kommunikation. T.ex. TV-sändningar eller IR-kommunikation mellan fjärrstyrningsdosa och TV. 3. Simplex C. Dubbelriktad kommunikation. T.ex. Ethernet med flera tvinnade trådpar, telefoni, mobiltelefoni och moderna modem. 4. TCP/IP-modellen D. Exempel på URL som pekar på webbserver. 5. OSI-modellen E. 7 protokollskikt eller nivåer 6. Gbps F. Ursprungligen 4 protokollskikt eller nivåer, men idag med 5 skikt enligt vissa läroböcker. 7. Tbps G. Miljarder (0 9 ) bit per sekund. 8. Routingprotokoll H. Millioner (0 6 ) bit per sekund.

2 Exam in Computer Networks 29 Maj 207 Page 2 9. Mbps I. Billioner (0 2 ) bit per sekund. 0. Hubb och repeater J. Nätnod/nätutrustning som arbetar på TCP/IP-nivå, 2 och 3.. Switch och brygga K. Nätnod/nätutrustning som arbetar på nivå och Router L. Nätnod/nätutrustning som arbetar på nivå. 3. Host. M. Nätnod som arbetar på TCP/IP-nivå till PCM N. Digital transmissionmetod (linjekod) som alltid möjliggör bitsynkronisering (självsynkronisering), och där medelspänningen alltid är 0V, oavsett vilka informationsbitar som överförs. Används bl.a. vid Ethernetkommunikation. 5. Manchesterkodning O. Exempel på URL som pekar på FTP-server 6. Unipolär kodning P. Digital transmissionsmetod (linjekod) där medelspänningen är positiv, utom om man alltid sänder 0:or. Används på mycket korta ledningar, t.ex. inom datorer, men är olämplig om signalen dämpas. 7. NRZ-L Q. Digital transmissionsmetod (linjekod) där medelspänningen är 0V endast om 0:or och :or är lika vanliga. Används bl.a. på RS Nslookup R. Felhantering och flödesstyrning utan sliding window, eller med buffertstorlek ett paket. Ineffektiv vid stor delay*bandwidth produkt. 9. Selective repeat ARQ S. Digital transmission av analog signal, t.ex. telefonljud, genom sampling, kvantisering (Analogtill-digitalomvandling) och seriell överföring med en linjekod. Ofta kombineras detta med tidsmultiplex så att flera samtal kan överföras över samma ledning. Ingen talkodning eller avancerad komprimering. 20. Go-back-N ARQ T. Felhantering och flödesstyrning med sliding window. Vid omsändning sänds det saknade eller felaktiga paketet och samtliga följande paket. Används i TCP. Nackdel: Ineffektiv om omsändning ofta inträffar. 2. Ping U. Kommando för att ställa frågor till DNS 22. Stop-and-wait ARQ V. Felhantering och flödesstyrning med sliding window. Vid omsändning sänds endast den saknade eller felaktiga ramen om, inte samtliga efterföljande. Nackdel: Komplex. 23. Halv duplex W. Modulationsmetoder för analog transmission av digital eller digitaliserad information. Används vid trådlös kommunikation samt vid dataöverföring över långa kopparledningar såsom telefonledningar och kabel-tv-nät. 24. Full duplex X. Kommando som används för att kontrollera om anslutningen till en värddator fungerar, och mäta 25. ASK, FSK, PSK, QAM. svarstiden genom att sända en ICMP-ekobegäran. Y. Möjliggör dynamiskt vägval genom utbyte av information mellan routrar. Ex RIP, OSPF

3 Exam in Computer Networks 29 Maj 207 Page 3 Answer: o 2D 3B 4F 5E 6G 7I 8Y 9H 0L K 2J 3M 4S 5N 6P 7Q 8U 9V 20T 2X 22R 23A 24C 25W 2. (7 p) a) For each of the four application flow charts a to d, state if it correspond to typical UDP or TCP sockets programming. a) b) d) c) e) Explain why the goodput (application layer throughput) typically is lower when using TCP than UDP. Answer: a) UDP b) TCP c) UDP d) TCP f)

4 Exam in Computer Networks 29 Maj 207 Page 4 3. (6 p) Illustrate the difference between the following three concepts with example time diagrams. Explain the aim of each concept. Use terms such as passband, baseband, sine carrier wave (sw. bärvåg), pulse wave, analog message signal, bit stream, etc. a) Analog modulation (such as FM) b) Digital modulation (such as FSK) c) Line coding (such as AMI)

5 Exam in Computer Networks 29 Maj 207 Page 5 PROBLEM PART Show all calculations. 4. (4 p) En 2 timmar lång HTDV-film är lagrad på en blueray-dvd-skiva bestående av 50 Gigabyte. 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 24 Mbit/s? Försumma overhead till följd av pakethuvuden, flödesstyrning, trafikstockningshantering, omsändningar, mm. b) Hur stor bitöverföringshastighet i Mbit/s krävs för att överföra filmen som strömmande media, utan avbrott? Answer: a) 5E0 * 8 / 24E6 / 60 /60 = 4,6 timmar. (Ungefär 4 timmar och 38 minuter.) b) 5e0*8/(2*60*60) = 55,6 Mbit/s 5. (4 p) Ditt företag har IP-adresser i området till a) Vilken ursprunglig subnätmask och nätverksadress har företaget? Hur många värddatorer kan företaget ha i det området? b) Du ska dela in adresserna i fyra subnät, var och en med utrymme för 26 värddatorer (IP hosts). Vilka nätadresser och subnätmaskar väljer du? Answer:.a) Urpsrunglig mask ^9 2=50 värddatorer. b) Mask Nätadresser , , och (4 p) A router has the following routing table. Destination Netmask Next hop Interface Metric 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? Answer: a) Router on interface 4. (Default) b) Router on interface 3. (Row 2.) c)

6 Exam in Computer Networks 29 Maj 207 Page 6 d) Network mask corresponds to 6 bit side ID + 6 bit host ID. Subnet mask corresponds to 6 bit original site D + 7 bit subnet ID + 9 bit host ID. 7 bit subnet ID implies 2 7 = 28 subnets. 7. (4 p) What kind of modulation scheme is used above in (a) the left illustration and (b) the right illustration? FSK, PSK, QAM or ASK? (c) Which of the two schemes should the modem use in case of a poor signal-to-noise ratio and why? (d) Assume that the bit rate when using the left illustration is 2 Gigabit/s. What is the bit rate in the right illustration, assuming the same baud rate? Answer: (a) PSK (4PSK = QPSK). (b) QAM (8QAM) (c) The left, to avoid bit errors. (d) 2 Gigabit/s / 2 bit per symbol = Gigabaud. Gigabaud* 3 bit per symbol = 3 Gigabit/s. 8. (4 p) A 0 microwatt signal is detected in the receiver side of a 60 km long cable, which attenuates the signal 0.5 db/kilometer. What is the transmitted signal strength in milliwatt that is feeded into the cable? Answer: 0.5*60=30 db. 0^(30/0)=000 times. Pout=0E 6*000 W = 0mW. 9. (4 p) Various error detecting codes (in bold underscored typeface) have been added to the following messages. Are they correct or wrong and why? If the code also can be used as error correcting code, tell which bit that is wrong. a Odd parity (word length of 8 bit + parity bit). b Two dimensional even parity, with row length of 4 bit. c Check sum, with row length of 4 bit.. b) c) d) Divisor: 0. Message:

7 Exam in Computer Networks 29 Maj 207 Page 7 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) = Frekvens (Hertz) av periodisk signal: f, T milli (m)= 0-3. Micro (µ) = 0 6. Nano (n) = 0-9. Pico (p) = 0 - 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): Tb R, T b där T är transmissionstiden för en bit R b Informationsmängd (bit): L bitar kan representera M 2 N olika koder. log M L log2 M (Oftast räcker huvudräkning.) log 2 Put Decibelmått: Effektförstärkning (power gain) GdB 0log0 (ofta räcker Pin huvudräkning) Put P Dämpning (attenuation) AdB GdB 0log0 0log0 P P S Signal-brusförhållande SNRdB 0log0 N Kaskadkopplade förstärkare: GTotaltdB G db G2dB G3 db... Analog bandbredd (Hertz): Bandbredd = Övre gränsfrekvens minus undre gränsfrevens. Basbandsbandbredd = Övre gränsfrekvens. Nyquists formel för samplingsfrekvens (samples/s): fsampel 2B krävs för att undvika vikningsdistorision (aliasing). 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 linjekoder. 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 där R är datatakt, fs är symboltakt i baud eller symboler/s, och M är antal symboler, t.ex. vid M- QAM eller M-PSK-modulation S Shannon-Heartley s formel: I Blog 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 signal-brusförhållandet i gånger (inte decibel). Transmissionstid: Tx L R d v T där L är meddelandets längd i bit, och R är datatakt i bit/s. Överföringstid (propagation time): Tp där d är avståndet, och v är utbredningshastigheten. Ljusets och radiovågors utbredningshastighet: 8 c = 3 0 m/s in in ut