ETS130 Kommunikationssystem :00-13:00. Anvisningar. Lycka till! /Jens

Relevanta dokument
Läs anvisningarna noga, och följ dem!

5 Beräkna en fyra bitars checksumma för bitföljden Visa beräkningen. 4p

Tentaexempel. Maria Kihl

LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA Institutionen för elektro- och informationsteknik. 1 Konvertera talet 246 i basen 7 till basen 3. Visa dina beräkningar!

LTH, Institutionen för Elektro- och Informationsteknik (EIT) ETS052 Datorkommunikation Sluttentamen: , 14-19

Följande signaler har kodats med Manchester. Hur ser bitströmmen ut om den inleds med en 0:a?

ETS130 Kommunikationsssystem Tentamen

Läs anvisningarna noga, och följ dem!

LTH, Institutionen för Elektro- och Informationsteknik (EIT)

ETSF05 Repetition av KomSys

Från användare till användare ARP. (Maria Kihl)

Kapitel 6, 7, o 8: IP DNS. Från användare till användare. Jens A Andersson

KomSys Hela kursen på en föreläsning ;-) Jens A Andersson

LTH, Institutionen för Elektro- och Informationsteknik (EIT)

Stora datanät Från användare till användare. Jens A Andersson

Lösningar ETS052 Datorkommunikation,

Lösningar till tentan i ETS052 Datorkommunikation

Kapitel 6, 7, o 8: IP DNS Vägval Från användare till användare Jens A Andersson (Maria Kihl) Att skicka data över flera länkar.

LTH, Institutionen för Elektro- och Informationsteknik (EIT) ETS052 Datorkommunikation Sluttentamen: , 08-13

Tillförlitlig dataöverföring Egenskaper hos en länk Accessmetoder. Jens A Andersson

Kapitel 5: Lokala nät Ethernet o 802.x. Felkorrektion. Att bekräfta paket. Jens A Andersson (Maria Kihl)

Föreläsning 5: Stora datanät Från användare till användare ARP

Föreläsning 5: ARP (hur hitta MAC-adress) Från applikation till applikation

Tillförlitlig dataöverföring Egenskaper hos en länk Accessmetoder. Jens A Andersson

IP Från användare till användare Vägval DNS Jens A Andersson (Maria Kihl) Att skicka data över flera länkar. Nätprotokoll

Kapitel 5: Lokala nät Ethernet o 802.x. Lokala nät. Bryggan. Jens A Andersson (Maria Kihl)

Tentamen i Datorkommunikation den 10 mars 2014

Laborationer onsdag/fredag. Laborationer onsdag/fredag. Tillförlitlig dataöverföring Multiplexering Lokala nät (inledning) Labbmanual

Lokala nät Ethernet o 802.x. (Maria Kihl)

Föreläsning 5: ARP (hur hitta MAC-adress) IPv4, IPv6 Transportprotokoll (TCP) Jens A Andersson

Protokoll i flera skikt Fragmentering Vägval DNS. Jens A Andersson

Kihl & Andersson: Kapitel 6 (+ introduktioner från kap 7, men följ slides) Stallings: 9.5, 14.1, 14.2, Introduktion i 14.3, 16.1

Lokala nät (forts ) Ethernet o 802.x Stora nät och behovet av nätprotokoll IP. Felkorrektion. Att bekräfta paket. Jens A Andersson (Maria Kihl)

Instuderingsfrågor ETS052 Datorkommuniktion

Tillförlitlig dataöverföring. Jens A Andersson

Föreläsning 4: Lokala nät (forts ) Ethernet o 802.x Stora nät och behovet av nätprotokoll Transportprotokoll. Jens A Andersson

Kihl & Andersson: , Stallings: , , DHCP beskrivs även bra på

Kapitel 3 o 4. Tillförlitlig dataöverföring. (Maria Kihl)

KomSys Repetition. Tenta tisdag 22/10. Projektarbetet (avslutningen) Jens A Andersson. Tid Plats: MA:10 Tillåtna hjälpmedel. Regler.

Internetprotokollen. Maria Kihl

Kapitel 6, 7, o 8: ARP Vägval Från användare till användare. Jens A Andersson (Maria Kihl)

Protokoll i flera skikt Fragmentering Vägval DNS. Jens A Andersson

KomSys Repetition. Emma Fitzgerald

Karlstads universitet Institutionen för Informationsteknologi Datavetenskap

Kapitel 3 o 4 Att skicka signaler på en länk Tillförlitlig dataöverföring. Att göra. Att sända information mellan datorer

Kapitel 13: (Maria Kihl)

5 Internet, TCP/IP och Applikationer

Tentamen i ETSF15 Kommunikationssystem och Nätverk

Omtentamen i Datakommunikation för E2

att det finns inte något nätverk som heter Internet Finns Internet? Varför fungerar det då? Nätet? Jag påstår

5 Internet, TCP/IP och Tillämpningar

Stora datanät. Maria Kihl

Karlstads universitet Institutionen för Informationsteknologi Datavetenskap

Varför fungerar det då? Elektro- och informationsteknik Lunds Tekniska Högskola

Lösningar till tentan i ETS052 Datorkommunikation

Kapitel 2 o 3 Information och bitar Att skicka signaler på en länk. Jens A Andersson

KomSys Repetition. Jens A Andersson

5. Internet, TCP/IP tillämpningar och säkerhet

Föreläsning 4: Lokala nät (forts ) Ethernet o 802.x Stora nät och behovet av nätprotokoll Transportprotokoll. Emma Fitzgerald

Tentamen i Kommunikationssystem och nätverk, ETSF15

8SSJLIW.RPELQHUDEHJUHSSPHGGHILQLWLRQHUS

Datakommunikation vad är det?

Kihl & Andersson: , 3.1-2, (ej CDM) Stallings: 3.1-4, 5.1, 5.2, 5.3, 8.1, 8.2

Digital kommunikation. Maria Kihl

Digital kommunikation. Maria Kihl

Föreläsning 5. Vägval. Vägval: önskvärda egenskaper. Mål:

Kapitel 13: Telefoninäten. Spanning Tree. Jämförelse med OSI-modellen. Jens A Andersson (Maria Kihl)

Internetprotokollen. Maria Kihl

Föreläsning 4: Lokala nät (forts ) Ethernet o 802.x Stora nät och behovet av nätprotokoll Transportprotokoll. Jens A Andersson

ETSF05. Repetition av KomSys. Detta är vårt huvudproblem! Information och binärdata. Jens A Andersson

Karlstads universitet Institutionen för Informationsteknologi Datavetenskap

Övning 5 ETS052 Datorkommuniktion Routing och Networking

Kapitel 2 o 3 Information och bitar Att skicka signaler på en länk. Att sända information mellan datorer. Information och binärdata

Datakommunikation vad är det?

ETSF05 Repetition av KomSys

Från användare till användare. (Maria Kihl)

KomSys Repetition Jens A Andersson

Kihl & Andersson: , 4.5 Stallings: , , (7.3)

Denna genomgång behandlar följande: IP (v4) Nätmasken ARP Adresstilldelning och DHCP

Övning 5 EITF25 & EITF Routing och Networking. October 29, 2016

4 Paket- och kretskopplade nät

Kapitel 2 o 3 Information och bitar Att skicka signaler på en länk. Jens A Andersson

4 Paket- och kretskopplade nät

Tentamen CDT102 Datakommunikation i nätverk I 7,5hp

Informationsteknologi sommarkurs 5p, Datakommunikation

Kapitel 2 o 3 Information och bitar Att skicka signaler på en länk. Jens A Andersson

Kapitel 4: Tillförlitlig dataöverföring Kapitel 5:Lokala nät. Repetition. Länkprotokoll. Jens A Andersson (Maria Kihl) länk

6. Blandade uppgifter

Sammanfattning Datorkommunikation

Kapitel 2 o 3. Att skicka signaler på en länk. (Maria Kihl)

Kihl & Andersson: , Stallings: , 12.1, 12.2, 13.1, 13.3

Totalt antal poäng på tentamen: 50 För att få respektive betyg krävs: U<20, 3>=20, 4>=30, 5>=40

2PWHQWDPHQL'DWRUNRPPXQLNDWLRQI U'

TCP/IP och Internetadressering

Hjälpprotokoll till IP

Kapitel 6, 7, 8 o 9: Internet LUNET o SUNET ARP (1) ARP (2) Jens A Andersson

Rättningstiden är i normalfall 15 arbetsdagar och resultat anslås sedan i Ladok inom en vecka (under förutsättning att inget oförutsett inträffar).

Examination Kurslitteratur

Telefoninäten. Jens A Andersson

Datorkommunikation. Examination Översikt. Kurslitteratur. Datorkommunikation. Kursens hemsida

Transkript:

LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA Institutionen för elektro- och informationsteknik ETS130 Kommunikationssystem 2015-10-27 08:00-13:00 Anvisningar Svara kortfattat och tydligt på varje fråga. Alla svar ska motiveras och beräkningar redovisas, om inte annat anges. Maxpoäng på tentamen är 100 poäng. För att få godkänt på tentamen med betyget 3 krävs 60 poäng. Har du 80 poäng eller däröver får du godkänt med betyget 4. Vill du ha möjlighet till betyget 5 på kursen måste du ha minst 85 poäng på tentan. Notera att du kan få delpoäng på en uppgift även om svaret är ofullständigt eller inte helt korrekt. Röriga eller svårlästa svar ger 0 poäng. Skriv dina svar endast på ena sidan av pappret! Börja alltid på ny sida om du bryter ordningen på svaren. Ange antalet inlämnade svarspapper på omslaget! Hjälpmedel: Miniräknare Läs anvisngarna noga, och följ dem! Lycka till! /Jens 1

Teorifrågor 1 Förklara grundprinciperna för paketförmedlande nät och kretskopplat nät. Ange minst en fördel och en nackdel för vardera av de båda principerna? Not! Svara med max 75 ord! 2 Beskriv och jämför de lagrade referensmodellerna TCP/IP och OSI. Visa gärna med gur. Not! Svara med max 75 ord! 3 Vilken/Vilka av följande nätnoder behöver kunna se skillnad på ett IPv4-datagram och ett IPv6- datagram? Motivera ditt svar! 3p Router Ethernetswitch Repeterare 4 Varför behövs ett nätprotokoll för att åstadkomma global datakommunikation? Varför kan jag inte använda min dators Ethernet-adress för den globala kommunikationen? Vad innehåller nätprotokollet som gör global kommunikation möjlig? 5p 5 Delfunktionerna i Pulse Code Modulation (PCM) är sampling, kvantisering och kodning. Man kan säga att man med PCM skapar en digital avbildning av den analoga ursprungsinformationen. I de två första delmomenten avgörs hur väl denna avbildning överensstämmer med ursprungsinformationen. Förklara hur och varför. Tips: Var påverkas vilket frekvensinnehåll som avbildas och var påverkas hur stort eller litet maximala felet i avbildningen i varje samplingspunkt är? 6p 6 Linjekodningstekniken NRZ har problem om många 1or eller 0or uppträder i följd. Varför? Hur är det problemet löst i Manchester-kodning? Lösningen har en bieekt som har med frekvensinnehållet i signalen att göra. Vilken är bieekten? 7 Accessmetoden i GSM använder både frekvensmultiplex och tidsmultiplex. I UMTS används i stället koduppdelad multiplex. Förklara de tre begreppen frekvensmultiplex, tidsmultiplex och koduppdelad multiplex. 8 Genom ett enkelt knep fördubblades eektiviteten i accessmetoden Slotted Aloha jämfört den ursprungliga varianten av Aloha? Vari bestod detta knep? Varför ökade eektiviteten? 9 Vilken uppgift har Address Resolution Protocol på ett Internetbaserat LAN? 10 Förklara hur en förbindelseorienterad dataöverföring går till? Tips: Vilka steg genomförs under en sådan? Vilken/vilka ytterligare funktioner kan nnas hos ett protokoll med förbindelseorienterad överföring? Jämför gärna med TCP. 11 Förklara hur ARQ-metoden Stop-and-wait fungerar. Vad händer när ett datapaket försvinner på väg till destinationen? Vad händer när ett ACK försvinner? 12 Varför är det korrekt att säga att ARQ-metoden Go-Back-N utnyttjar möjligheten att lagra meddelanden/paket/ramar på väg från sändaren till destinationen. Tips: Tänk på att det tar tid att transportera/transmittera meddelanden hela vägen mellan sändare och mottagare, en tid som oftast är mycket längre än vad det tar att sända ut ett enstaka meddelande på någon av del-länkarna. 6p 13 När det gäller IPv4-adresser talas det om klassfull adressering och klasslös adressering. Det är två olika principer för att urskilja nät-id och värd-id ur en IP-adress. Hur fungerar dessa principer? Ge ett exempel på vardera principen och ange nät-id och värd-id för varje exempel. 14 Skriv IPv6-adressen 0001:0000:0000:1234:0000:0000:0000:5678 på dess mest förkortade form. 2p 2

Figur 1: Principskiss för det fasta telefonnätet (POTS). 15 Förklara telefonnätets hierarkiska struktur med hjälp av gur 1. Nyckelord att använda: Lokalstation, alternativväg, riktnummerområde, internationell station, förmedlingsstation, gateway till mobila nät. 6p 16 Principen för dagens mobila telefonnätet skiljer sig inte särskilt mycket från den för det fasta nätet förutom i två delar. Det ena är accessnätet. Vad består denna skillnad av? Den andra är införandet av databaser, location registers, i nätet. De nns i två varianter. Vad är dessa databasers huvud uppgift? Tips: Varför heter de location registers? Räkneproblem 17 Idag är det den 27e oktober 2015. Det kan skrivas 151027. Hur många bitar behövs för att skriva detta tal binärt utan tecken. Visa alla uträkningar! 3p 18 Till en synkron tidsmultiplexer har 4 ingångende kanaler. Varje ingångskanal har en maximal kapacitet av 250 kbps. En av kanalerna utnyttjas bara till 50%. Beräkna multiplexerns utgående kanals minsta kapaciteten så att multiplexern inte ska behöva bura eller kasta inkommande data. 19 På en Ethernetlänk skickas bitar med överföringshastigheten 100 Mbps. Men hur mycket användbar data kan egentligen skickas på länken om den utnyttjas maximalt? Den största ramstorleken är 1526 byte inklusive alla aggor och kontrollfält, och en sådan ram kan bära 1500 byte användbar data. Mellan varje ram måste nnas ett 0,96 mikrosekunder långt så kallat inter frame gap dvs ett uppehåll där ingen får sända. Redovisa alla beräkningar och svara i Mbps. 6p 20 Visa med beräkningar att jämn paritet är detsamma som CRC med generatorpolynomet x + 1. Använd bitströmmen 11001010 i dina beräkningar. 5p 21 I nätet i gur 2 ska A skicka ett meddelande till B. Ringarna i guren är vägväljare. I fyrkanterna anges länkkostnad för respektive länk. Motivera dina svar. a. Vilken väg kommer meddelandet att ta om vägväljarna använder principen least-hop path? 2p b. Vilken väg kommer meddelandet att ta om vägväljarna använder principen least-cost path? 2p Fråga på labbar 22 Figur 3 visar ett nät bestående av en ethernetswitch med anslutna länkar. En DNS-server (DNS) nns på nätet, och andra nät är anslutna via routern R. Beskriv alla datapaket som går till och från värddator A för att den ska kunna skicka ett ICMP echo request paket till värddator C. Destinationen är känd endast med dess alfabetiska adress. Alla cashar är tomma. 10p 3

Figur 2: Ett nät med vägväljare och länkkostnader. Figur 3: Ett enkelt LAN. 4

Svar till tentamen i ETS130 Kommunikationssystem 2015-10-27 08:00-13:00 1 Kretskopplade: förbindelse kopplas upp hela vägen och nns allokerad unikt för denna förbindelse även om den inte används. All data kommer fram i rätt ordning, känd fördröjning. Det tar tid att koppla upp, oanvänd länk kan inte användas av annan, om fel uppstår måste förbindelsen kopplas upp igen. Paketväxlande: Dela upp data i ramar. Varje ram skicka ut i nätet oberoende av varandra. Nätet forwardar enligt bästa väg, varje ram kan gå egen väg till destinationen. Outnyttjad länk kan användas av andra. Ingen uppkoppling behövs innan det är möjligt att skicka data. Vid fel kan nätet skicka ramar alternativ väg. Data kommer inte säkert fram i rätt ordning. Ökad overhead för adresser mm i varje ram. 2 OSI har 7 nivåer: Fysisk, länk, nät, transport, session, presentation, applikation. TCP/IP har inte fysisk och länk utan förutsätter att det går att skicka datagram på länken. Nät, transport samma som OSI. TCP/IP applikation är sammanslagning av OSI session, presentation och applikation. 3 Repeteraren regenererar enstaka bitar. Ethernetswitchen behöver bara adressfälten i Ethernetheader. Router behöver datagrammets nätverksadresser. Således endast routern. 4 Global kommunikation kräver datatransport över olika typer av länkar. Ethernets ramstruktur och adresseringssätt fungerar inte på alla länkar. Nätprotokollet innehåller global adressstruktur och adresser till nät, inte bara enskilda värddatorer, samt global ramstruktur. 5 Ju högre samplingsfrekvens desto högre frekvensområde kan avbildas. Ju er nivåer (kvantisering) desto mindre blir kvantiseringsfelet och desto exaktare sker avbildningen i varje samplingspunkt. 6 NRZ kräver extern klocksignal för att synka sändare och mottagare. I Manchester är klocksignal sammanslagen med data. Frekvensinnehållet är större i Manchester, vilket ställer högre krav på den fysiska länken. 7 Frekvens: Dela upp tillgängligt frekvensutrymme mellan olika stationer. Tids: dela in tid i ramar. I varje ram nns tidsluckor för varje station. Stationen sänder bara i sin tidslucka. När ramen är slut börja om från början. Koduppdelad: Varje station får en kod (chip, följd av ettor och nollor) för etta och en för nolla. Alla stationer har unika par. Alla kan sända samtidigt på samma frekvens. 8 Genom att tidssynkronisera sändning på den gemensamma upplänken förloras bara ett tidsintervall=[tid att sända en ram] om kollision uppstår. I native Aloha kan i värsta fall två tidsintervall förloras vid kollision. 9 Mappning av lokala länkadresser till globala nätadresser/ip-adresser. 10 Begär förbindelse, svar OK. Sänd data. Koppla ner förbindelse, svar OK. Funktioner för felkorrigering, sortering av data i rätt ordning, trakreglering, kan läggas här. 11 Skicka ett paket, vänta på ACK att det kommit fram innan nästa paket får sändas. Om paket försvinner, data eller ack, sker time-out hos sändaren, som sänder om. 12 Eftersom era paket kan skickas ut från sändaren under den tid det tar för ett meddelande att nå mottagaren. Go-Back-N utnyttjar detta och kan tillåta att era paket än ett är på väg och därmed ökar eektiviteten. 13 Klassfullt: första bit=0 klass A, nät id=första oktett, värd-id=oktett 2-4; första bitar=10 klass B, nätid oktet 1-2, värd-id oktett 3-4; första bitar=110 klass C, nät-id oktett1-3, värd-id sista oktett. Klasslöst: nät-id indikeras av ettor i mask, värd-id av nollor. Ex klassfullt 123.1.2.3: nät-id 123, värd-id 1.2.3. Ex klasslöst 123.1.2.3/255.255.128.0: nät-id 123.1.0, värd-id 2.3 5

14 1:0:0:1234::5678 15 Lokalstation(er) nns i riktnummerområden. Förmedlinsstationer skickar samtal mellan lokalstationer. Om mycket trak går viss väg. Kan alternativvägar direkt mellan lokalstationer eller lokalstationförmedlingsstation skapas. Förmedlingstationerna kopplar till internationella stationer, där utbyte med andra länder sker, eller gateways till andra nät som mobila nät. 16 Accessnätet är radiobaserat. HLR och VLR håller reda på var en mobil enhet benner sig i varje givet ögonblick. 17 151027 10 = 100100110111110011 2 vilket är 18 bitar. Alternativt 151027 10 > 2 18 1 = 262143 men > 2 17 = 131072. Således 18 bitar. 18 1000 kbps. Oavsett om ingångskanalerna utnyttjas eller inte måste multiplexerns utgående kanal klara av summan av alla inkommande kanalers maxkapacitet. 19 En maximalt stor ram tar (1526 8)/100 10 6 = 122, 08 10 6sekunder att sända. Lägg till inter frame gap 0, 96 10 6 sekunder ger totala tiden för en ram = 123, 04 10 6. Varje ram kan bära 1500 8 bitar användbar data. Kapacitet användbar data är 1500 8/123, 04 10 6 = 97, 5Mbps. 20 Jämn paritet: Lägg till en nolla. CRC: M(x) = x 7 + x 6 + x 3 + x 1. Grad(generatorpolynom)= 1 = k. P (x) = M(x) k = x 8 + x 7 + x 4 + x 2. Dividera P (x) med generatorpolynomet ger resten 0. 21 a) x-k-l-m; vägen passerar minst antal vägväljare = least hop path b) x-y-z-t-l-m; total länkkostnad=9 vilket är mindre än alla andra alternativ 22 ARP request: från MAC(A) till MAC(broadcast): Vem har adress IP(DNS)? ARP reply: från MAC(DNS) till MAC(A): Jag har adress IP(DNS) DNS request: från MAC(A), IP(A) till MAC(DNS), IP(DNS): Vilken IP-adress har C? DNS reply: från MAC(DNS), IP(DNS) till MAC(A), IP(A): C har adress IP(C) ARP requets: från MAC(A) till MAC(broadcast): Vem har IP(R)? ARP reply: från MAC(R) till MAC(A): Jag har IP(R) ICMP echo request: från MAC(A), IP(A) till MAC(R), IP(C): Echo request 6