Redes de Computadores LERCI e LEE 10 de Janeiro de o Exame 1 o Semestre

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1 Redes de Computadores LERCI e LEE 10 de Janeiro de o Exame 1 o Semestre Número: Nome: Duração: 2:30 horas O exame é sem consulta, não sendo permitido o uso de calculadoras ou telemóveis O exame deve ser resolvido nas folhas fornecidas O exame está dividido em duas partes, sendo que o número e o nome do aluno têm que ser preenchidos em ambas as partes Parte I 20 perguntas de escolha múltipla Para cada pergunta assinale a sua resposta com uma cruz Cada resposta certa vale +0.5 valores Cada resposta errada vale 0.25 valores Cada pergunta não respondida ou de resposta inválida vale 0 valores Não se precipite! Parte II 3 problemas Problema 1 vale 3.5 valores Problema 2 vale 3 valores Problema 3 vale 3.5 valores Justifique todas as respostas Comece por preencher o seu número e o seu nome!

2 Parte I 1. Qual das seguintes afirmações melhor define o conceito Arquitectura de uma rede de computadores? Conjunto de equipamentos que constituem uma rede de computadores Conjunto de tecnologias empregadas numa rede de computadores Conjunto de camadas, protocolos e interfaces de serviço que caracterizam uma rede de computadores 2. Diga qual das seguintes afirmações é verdadeira relativamente às semelhanças entre a comutação de pacotes por datagramas e por circuitos virtuais? Em ambas as tecnologias, pacotes com o mesmo destino seguem os mesmos caminhos Em ambas as tecnologias, os pacotes são sujeitos a atrasos de congestão nos nós da rede Em ambas as tecnologias, os cabeçalhos dos pacotes não são alterados ao longo dos caminhos por eles seguidos 3. Qual das seguintes afirmações é verdadeira relativamente à comunicação entre cliente e servidor HTTP, com possibilidade de sessões paralelas, mas sem persistência? Mais do que um pedido GET pode seguir no mesmo segmento TCP Um pedido GET pode ser repartido por vários segmentos TCP A ordem de envio de pedidos GET é preservada na recepção 4. Suponha que um cliente faz um pedido HTTP/1.1 a um servidor contendo o cabeçalho Connection: close. Qual das seguintes afirmações é verdadeira? O cliente fecha a sessão TCP após envio do pedido O servidor fecha a sessão TCP após recepção do pedido do cliente O servidor fecha a sessão TCP após resposta ao pedido do cliente 5. Porque é que as extensões MIME ao SMTP prevêem a codificação do corpo da mensagem antes do seu envio? Porque o delimitador de mensagem é um padrão de caracteres ( \r\n.\r\n ) que tem que ser evitado no corpo da mensagem Para comprimir o volume de dados a enviar e assim melhorar a utilização do canal Para controlo de erros 6. Sobre que protocolo é que opera o DNS? TCP UDP IP 7. O código do protocolo TCP usual (TCP Reno) inclui um algoritmo de estimação do atraso de ida-e-volta (RTT). Para que é importante estimar este atraso? Porque ele é usado para dimensionar a janela de controlo de congestionamento Porque ele é usado para dimensionar a janela anunciada Porque ele é usado para dimensionar o atraso de retransmissão

3 8. Suponha um cliente que envia 4 segmentos TCP com números de sequência 120, 250, 380 e 410. O que é que o cliente pode concluir após recepção de 3 ACKs com números de sequência 250, 380, 380 (por esta ordem)? O segmento com número de sequência 380 perdeu-se na rede O segmento com número de sequência 410 perdeu-se na rede Nada se pode concluir acerca da perda de segmentos 9. Relativamente à fase de prevenção da congestão (congestion avoidance) do TCP, indique a única afirmação verdadeira de entre as seguintes. A janela de congestão aumenta de um segmento por cada ACK recebido A janela de congestão aumenta de um segmento quando o número de ACKs recebidos iguala o número de segmentos enviados na janela anterior A janela de congestão passa a metade 10. Relativamente a um protocolo de encaminhamento estado-da-ligação, indique a única afirmação verdadeira de entre as seguintes. Cada nó difunde um LSP com as características das ligações que mantém com os seus nós vizinhos Os LSPs são difundidos pelas ligações de uma árvore abrangente calculada a priori Um nó pode alterar o conteúdo de um LSP que acaba de receber de um nó vizinho antes de o re-enviar 11. Um encaminhador tem na sua tabela de expedição apenas as seguintes três entradas: ( /19, A); ( /21, B); ( /22, C). As letras A, B e C identificam interfaces dos encaminhadores. Por que interface é expedido um datagrama com endereço destino ? A B C 12. Como é que o protocolo de encaminhamento RIP resolve o problema da contagem para infinito? Com difusão periódica de vectores distância Limitando o diâmetro da rede Com separação de horizontes e envenenamento inverso 13. Uma estação X envia um datagrama a uma estação Y ao longo de um caminho com 20 ligações. Sete dessas ligações formam um túnel IP. Sabendo que o datagrama sai de X com TTL igual a 31, qual o valor do TTL com que o datagrama chega a Y? Qual é o CRC da mensagem determinado com o polinómio gerador x 4 + x + 1?

4 15. Considere a operação de um protocolo CSMA/CD numa rede de acesso múltiplo de débito 100 Mbit/s. A distância máxima entre dois nós da rede é 200 m, e podem existir no máximo 3 repetidores entre quaisquer dois nós da rede. A velocidade de propagação do sinal na rede é 200 m/µs e cada repetidor introduz um atraso igual a 20 bits. Qual dos seguintes valores para o tamanho da trama é o menor que garante uma operação correcta do protocolo? 34 bytes 38 bytes 42 bytes 16. Qual a única das seguintes afirmações relativamente ao protocolo de acesso ao meio RTS-CTS (norma IEEE ) é que é verdadeira? O protocolo RTS-CTS evita por completo colisões de tramas de dados O protocolo RTS-CTS evita por completo colisões de tramas de controlo (tramas RTS, CTS e ACK) Numa rede sem fios com apenas um nó a querer enviar dados, o protocolo RTS-CTS é menos eficiente do que o protocolo CSMA/CA 17. Considere uma rede sem-fios com um ponto de acesso a enviar tramas de dados a duas estações móveis. As tramas são todas do mesmo tamanho e o ponto de acesso alterna entre uma e outra estação móvel. Dada a proximidade ao ponto de acesso, a primeira estação consegue receber dados a um ritmo de 20 Mbit/s enquanto que a segunda só consegue receber dados a um ritmo de 2 Mbit/s. Nestas circunstâncias, qual o ritmo médio de utilização do canal sem-fios? Inferior a 4 Mbit/s Cerca de 11 Mbit/s Superior a 16 Mbit/s 18. Relativamente a streaming de áudio e vídeo pela Internet, qual dos seguintes protocolos é que permite interactividade entre o utilizador e o servidor de conteúdos de áudio e vídeo. HTTP RTSP RTP 19. Suponha uma aplicação de áudio pela Internet em que pacotes são enviados pela origem a intervalos de 5 ms. O primeiro pacote é enviado no instante t = 0 ms e é recebido no instante t = 20 ms. Os restantes pacotes sofrem atrasos que variam entre os 15 ms e 45 ms, não sendo nenhum pacote perdido. Qual das seguintes estratégias garante que a memória de playout no destino nunca fica vazia? Atrasar de 25 ms a apresentação do primeiro pacote Apresentar o primeiro pacote no instante t = 30 ms Apresentar o primeiro pacote logo após a chegada do segundo 20. Qual a vantagem da disciplina de serviço WFQ sobre a disciplina de serviço FIFO numa rede que pretende dar garantias de qualidade-de-serviço diferenciadas às aplicações? O atraso médio dos pacotes com WFQ é menor do que com FIFO A disciplina WFQ é de mais eficiente concretização do que a disciplina FIFO numa linha de saída de um encaminhador Ao contrário da disciplina FIFO, a disciplina WFQ fornece garantias de largura-de-banda a curto prazo aos fluxos a ela sujeitos

5 Número: Nome: Parte II X 10 Mbit/s A 10 Mbit/s 10 Mbit/s 10 Mbit/s B C Y Figura a) X 10 Mbit/s A 50 Mbit/s B 50 Mbit/s C 10 Mbit/s Y Figura b) X 10 Mbit/s A 10 Mbit/s 10 Mbit/s B C 10 Mbit/s Y Figura c) 1. Considere uma estação X que pretende enviar um ficheiro com 100 Kbytes a uma estação Y através de um caminho com quatro ligações (ver Figuras a),b) e c)). É usada uma tecnologia de comutação de pacotes, sendo cada pacote de dimensão 5 Kbytes. Os atrasos de propagação nas ligações, bem como os atrasos de processamento nos nós são desprezáveis Na topologia da Figura a) cada uma das quatro ligações é cablada com débito 10 Mbit/s. Desenhe um diagrama espaço-tempo ilustrando a transferência do ficheiro e calcule o atraso na entrega do mesmo, desde a transmissão do primeiro bit por X até à recepção do último bit por Y. [1.5 v.]

6 1.2. Na topologia da Figura b) as ligações (A,B) e (B,C), e apenas estas, passaram a um débito 50 Mbit/s. Repita a alínea anterior para este caso. [1 v.] 1.3. Na topologia da Figura c) as ligações (A,B) e (B,C) passaram a ser ligações sem-fios a 10 Mbit/s. As antenas usadas são omnidireccionais (o nó B não pode receber e transmitir simultaneamente) e assume-se que os nós A e C não conseguem escutar as transmissões um do outro. Desenhe um diagrama espaço-tempo ilustrando a transferência do ficheiro e calcule o atraso mínimo na entrega do mesmo, desde a transmissão do primeiro bit por X até à recepção do último bit por Y. [1 v.]

7 2. Pretende-se estimar o atraso na recepção de uma página Web com 2560 Bytes usando o protocolo HTTP. Sabemos que o atraso de ida-e-volta entre cliente e servidor é 14 ms, que o débito do caminho que une o cliente ao servidor é 512 kbps e que cada segmento TCP contém no máximo 320 Bytes de dados. Desprezam-se os tempos de transmissão dos segmentos que não contêm dados pertencentes ao documento Web. As respostas às alíneas seguintes devem ser ilustradas com diagramas espaço-tempo Se a memória de recepção TCP for ilimitada e o procedimento de arranque lento não estiver activo, determine o atraso na recepção do documento, desde o instante em que o cliente estabelece contacto com o servidor até que o documento é recebido na totalidade. [1.5 v.] 2.2. Repita a alínea anterior para o caso em que a janela de congestão obedece ao mecanismo de arranque lento [1.5 v.]

8 Y C 2 I2 C 1 I3 I 2 C 6 I2 C 3 I2 I 2 C 4 I3 C 5 I2 X 3. Considere Ethernet estendida da figura com 6 comutadores a interligarem 6 redes. Cada comutador este identificado com o seu número, sendo as suas interfaces também numeradas. O custo de cada ligação é unitário Preencha a tabela seguinte com as interfaces designadas, raiz e bloqueadas de cada um dos comutadores depois do algoritmo de árvore abrangente (IEEE 802.1D) ter estabilizado. [1.5 v.] Interfaces designadas Interfaces raíz Interfaces bloqueadas C 1 C 2 C 3 C 4 C 5 C Indique os parâmetros das BPDUs enviadas pelos comutadores C 4 e C 5 depois de estabilizado o algoritmo de árvore abrangente. [1 v.]

9 3.3. Assuma que o algoritmo de árvore abrangente estabilizou e que as tabelas de expedição dos comutadores estão inicialmente vazias. Preencha a tabelas seguintes com as entradas nas tabelas de expedição de cada um dos comutadores depois da estação X ter enviado uma trama com destino na estação Y. [1 v.] Entradas na tabela de expedição C 1 C 2 C 3 C 4 C 5 C 6

10 Folha adicional para resolução dos problemas