Karlstads universitet Institutionen för Informationsteknologi Datavetenskap OMTENTAMEN I DATAKOMMUNIKATION, VT2008 Tisdag 08-06-10 kl. 08.15 13.15 Ansvarig lärare: Katarina Asplund Hjälpmedel: Miniräknare Betygsgränser:Total maxpoäng: 60p, 5=50p, 4=40p, 3=30p SKRIV TYDLIGT LÄS FRÅGORNA NOGGRANT ANVÄND FIGURER Lycka till! Försättsblad 1
Uppgift 1 Introduktion (9p) A. Vad blir den totala fördröjningen för ett 1500-bytes paket som färdas 14000 km på en länk med bandbredden 16 Mbps och sedan 200 km på en länk med bandbredden 512kbps? Anta utbredningshastighet 0.66 x ljushastigheten 1. Anta nodal processing delay = 0 s och en queing delay på totalt 14 ms. (3p) B. Beskriv de fyra olika källorna till fördröjning som finns i paketförmedlande nätverk, varför de uppkommer och vad som påverkar hur stora de blir. (4p) C. Internets protokoll är organiserade i en lagerindelad arkitektur, en sk protokollstack. Nämn två fördelar med en sådan arkitektur. (2p) Uppgift 2 Applikationslagret (12p) A. Hur kan processer som körs på olika maskiner kommunicera med varandra? Beskriv vilken mekanism som används och hur den sändande processen kan adressera den mottagande. (3p) B. Applikationer har olika behov av transporttjänster, t ex är det skillnad mellan att ladda ner en fil jämfört med att använda ip-telefoni. Vilka krav ställer en filöverföringsapplikation respektive en ip-telefoniapplikation? (3p) C. Föreställ dig en HTTP-klient som vill hämta en Websida på en given URL. IP-adressen till webservern är okänd till en början. Websidan som skall hämtas har en inbäddad GIF-bild som ligger på samma server som websidan. Vilka transport- och applikationslagerprotokoll förutom HTTP behövs i detta scenario? (3p) D. Följande förkortningar är protokoll på applikationsnivå. Beskriv varje förkortning med ett par meningar. Vad betyder förkortningen, vad används protokollet till? (3p) SMTP, POP3, DNS 1 Kan approximeras till 3x10 8 m/s 2
Uppgift 3 Transportlagret (11p) A. Ett protokoll som erbjuder pålitlig dataöverföring måste hantera (minst) fyra olika problem: paket med bitfel, paket som förloras, paket som kommer fram i oordning och duplicerade paket. Förklara kortfattat hur dessa problem kan hanteras. (3p) B. Under vissa förhållanden gör TCP en omsändning (fast retransmit) efter tre duplicerade ACKar. Varför är det logiskt att göra en omsändning efter att ha tagit emot ett antal duplicerade ACKar och varför räcker det inte med att ta emot bara en duplicerad ACK? (2p) C. Figuren nedan visar en graf över TCPs fönsterstorlek som en funktion av tiden. Den version av TCP som används i detta fall är TCP Reno. Besvara nedanstående frågor och motivera dina svar i varje enskilt fall. (6p) a) Identifiera de tidsintervall där mekanismen slow-start används. Varför ökar stockningsfönstrets storlek som det gör under slow-start? (1p) b) Identifiera de tidsintervall där mekanismen congestion avoidance används. (0,5p) c) Efter den sextonde sändningsrundan, upptäcks en paketförlust av tre duplicerade ACKar eller av en timeout? (0,5p) d) Efter den tjugoandra sändningsrundan, upptäcks en paketförlust av tre duplicerade ACKar eller av en timeout? (0,5p) e) Vad är det initiala värdet på Threshold (ssthresh) vid den första sändningsrundan. (0,5p) f) Vad är det värdet på Threshold (ssthresh) vid den artonde sändningsrundan. (0,5p) g) Vad är det värdet på Threshold (ssthresh) vid den tjugofjärde sändningsrundan. (0,5p) h) Under vilken sändningsrunda sänds det sjuttionde paketet? (1p) i) Anta att vi upptäcker en paketförlust efter den tjugosjätte sändningsrundan genom tre duplicerade ACKar. Vilka värden kommer då stockningsfönstret och Threshold (ssthresh) att ha? (1p) C o n g e s tio n W in d o w S iz e (s e g m e n ts ) 4 5 4 0 3 5 3 0 2 5 2 0 1 5 1 0 5 0 1 3 5 7 9 1 1 1 3 1 5 1 7 1 9 2 1 2 3 2 5 T r a n s m is s io n r o u n d 3
Uppgift 4 Forwarding (7p) Anta att en router har fyra länkar (0 3) och att nätverket använder 32-bits IP-adresser. Paketen i nätverket skall vidarebefordras enligt följande: Destination Address Range 11100000 00000000 00000000 00000000 through 11100000 11111111 11111111 11111111 11100001 00000000 00000000 00000000 through 11100001 00000000 11111111 11111111 11100001 00000001 00000000 00000000 through 11100001 11111111 11111111 11111111 Link Interface 0 1 2 otherwise 3 A. Skriv en forwarding-tabell som har fyra rader, använder längsta prefix-matchning, och skickar paket till rätt länk-interface. Skriv prefixen både på binärform och på formen (a.b.c.d/x) (3,5p) B. Beskriv hur din forwarding-tabell bestämmer rätt länk-interface för paket med följande destinations-adresser (1,5p): 11001000 10010001 01010001 01010101 11100001 00000000 11000011 00111100 11100001 10000000 00010001 01110111 C. Hur kan paketförluster uppstå vid inportarna på en router? Förklara också vad man kan göra för att eliminera dem (utan att använda oändliga buffrar) (2p) 4
Uppgift 5 Routing (7p) A. De routing-algoritmer som används i Internet är antingen av typen link state eller distance vector. Ange några likheter och skillnader mellan dem (två av varje). (2p) B. Tänk att vi har ett nätverk som består av tre noder som i figuren nedan. Beräkna distanstabeller för varje nod, dels efter initialiseringssteget och dels efter varje iteration av en synkron version av distansvektor-algoritmen. Kostnaderna för de olika länkarna är (3p): a. C(x,y) = 5, C(y,z) = 6, C(z,x) = 2 Y X Z C. Varför används olika routing-protokoll inom ett AS och mellan olika AS i Internet? (2p) 5
Uppgift 6 Länklagret (14p) A. Anta att man vill sända ett IP-paket från host A till host F. Anta också att alla ARP-tabeller är uppdaterade. Beskriv de steg som gås igenom för att paketet skall komma fram till host F. Vad blir det för skillnad om host A:s ARP-tabell är tom? (4p) B. Varför skickas en ARP-förfrågan (eng. ARP request) i en broadcast-ram, men inte ARPsvaret (eng. ARP response)? (2p) C. Slotted ALOHA var ett av de första random access -protokollen. Ange några fördelar och nackdelar med detta protokoll (2 av varje) (2p). D. Diskutera likheter och skillnader mellan en switch och en router. (2p) E. Ethernet använder CSMA/CD för mediumaccesskontroll. Förklara hur CSMA /CD fungerar. (4p) 6
7