Redes de Computadores Prof. Magnos Martinello Lista de Exercícios 13/06/2013

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1 Redes de Computadores Prof. Magnos Martinello Lista de Exercícios 13/06/2013 Comutação de Pacotes versus Comutação de Circuitos Q1) Quais das seguintes afirmativas são verdadeiras? a) Comutação de pacotes é mais eficiente do que comutação de circuitos para tráfego que chega em rajadas. b) Comutação de pacotes gera atraso fim-a-fim menor do que comutação de circuitos. c) A comutação de circuitos gera menor variação no atraso fim-a-fim. d) Comutação de circuitos é utilizado pela rede de telefonia. Q2) Quais das seguintes afirmativas são verdadeiras? a) Na comutação de pacotes, os pacotes são roteados individualmente, salto-a-salto (hop-by-hop) para seu destino. b) A comutação de pacotes foi originalmente concebida como substituto para o backbone da rede de telefonia. c) A Internet escolheu por utilizar a comutação de pacotes pois esta fornece maiores garantias de atraso do que as demais alternativas. d) Na comutação de pacotes, os pacotes são armazenadas em um buffer em momentos de congestionamento Atrasos Fim a Fim e Atrasos na Fila Q1) O robô da NASA Curiosity aterrizou com sucesso em Marte em agosto deste ano. Assumindo que a transmissão do link sem fio entre o robô e a estação da NASA na Terra será de 32Kb/s, a distância entre a Terra e Marte é 200 x 10^6 km e a velocidade de propagação do sinal wireless é 2 x 10^8 m/s, quanto tempo levaria para o robô transmitir um pacote de 1600 bytes de Marte para a Terra? Q2) Continue the previous question. The direct link does not always work, since Mars is spinning and sometimes the rover can be out-of-the-sight from Earth. When that happens, the communication between the rover and the Earth will be relayed by NASA s satellite, odyssey, orbiting around the Mars. Assuming the satellite does store and forward. The distance between the rover to the satellite is 400 km and the distance between the satellite and the Earth is 200x10^6 km. The wireless link between the rover to the satellite is 2Mb/s, and the link between the satellite to the Earth is 64 Kb/s. The propagation speed of the wireless signal on both links is 2x10^8 m/s. How long it would take for the rover to transmit a 1600 byte packet from Mars back to Earth through the satellite? (answer the question in seconds, with a precision of s) Q3) If the Round-Trip Time (RTT) from London to Houston is 90ms and all links in the network have a 100 Mbits/second data-rate, how much data can fit in the "pipe" from London to Houston and back? Express your answer in megabytes, rounded to three decimal places. Assume 1MB = 2 20 Bytes. Q4) Se desejarmos transmitir um bloco de X Mbytes de dados através de uma rede com Y saltos que possui links de Z metros que operam em Q Mb/s, quanto tempo leva se quebrarmos o bloco em pacotes de R bits? Calcule apenas o tempo para entregar os dados sem reconhecimentos (acks) ou retransmissões. Assume the propagation speed is 2 x 10*8m/s. (Vary the question for different values of X, Y, Z, Q, R make sure R divides X nicely. Make sure it includes prop delay, and packetization delay. they can assume no queuing delay). Assume 1MB = 2 20 Bytes.

2 Q5) Imagine que agora você quer enviar dados diretamente para um satélite geoestacionário. Se o satélite é de km de distância, e você enviar dados a 1Mb/s, qual a quantidade de dados que pode caber no tubo de você para o satélite? Expresse sua resposta em bytes. Assumir a velocidade da luz no vácuo/ar é 3x10 ^ 8m/s. Playback Buffer Buffer de Reprodução Q1) Considere um serviço de streaming de vídeo através da Internet. Se o tempo gasto para os pacotes chegarem ao destino varia entre 12ms e 128ms e nenhum pacote é retransmitido, qual das seguintes é verdadeira: a) Porque o atraso de rede é limitada, nós não precisamos de um buffer de reprodução. b) Para garantir que os pacotes cheguem antes que eles sejam necessários, o cliente precisa de um buffer de reprodução que detenha pelo menos = 116ms. c) Para garantir que os pacotes cheguem antes que eles sejam necessários, o cliente precisa de um buffer de reprodução que detenha pelo menos 128ms. d) Para garantir que os pacotes cheguem antes que eles sejam necessários, o cliente precisa de um buffer de reprodução que detém pelo menos = 140ms. Q2) Considere dois usuários se comunicando através de um serviço de voz sobre IP sobre um caminho com 10 roteadores e todos links possuem 100Mb/s de banda. Se cada roteador tem um buffer de pacotes 1Mbyte e se nenhum pacote é perdido e retransmitido, qual é o limite superior do buffer de reprodução necessário no receptor? Expresse sua resposta em milissegundos. Q3) If a voice call has missing data it makes it hard to understand the speaker. Therefore, we commonly allow time for a limited number of retransmissions before playing the sound to the listener. If the network path (in each direction) has total packetization delay of 15ms, total propagation delay of 25ms, and queuing delay varying between 0ms and 10ms, how large (in milliseconds) does the playback buffer need to be if we want to allow for one retransmission? Q4) Quais das seguintes afirmações são verdadeiras? a) Um buffer de reprodução grande é bom para streaming de vídeos armazenados, uma vez que ele absorve as incertezas das chegadas de pacotes de vídeo e ajuda a manter a reprodução ininterrupta. b) Um buffer de reprodução grande é ruim para streaming de vídeo ao vivo, já que atrasa o tempo que leva para a transmissão ser mostrada na tela do usuário. c) A taxa de reprodução aumenta com o aumento da distância entre o usuário e o servidor de vídeo. d) A quantidade de buffer de reprodução não depende do atraso de enfileiramento entre o utilizador e o servidor de vídeo. Modelos de Filas Determinísticas Q1) Imagine que uma fila tem um processo de tempo de chegada contínuo que é limitado de modo que em qualquer intervalo de tempo t1 e t2 (onde t2 - t1 = t> 0), no máximo (s + rt) bits podem chegar, onde s e r são constantes. Qualquer processo de chegada é aceitável, desde que satisfaça a restrição acima. O link de saída opera a uma taxa constante de 2r. Qual é a taxa média máxima em que os bits pode chegar ao FIFO? a) 2r b) (1/2)r c) (s+r) d) r

3 Q2) Imagine que uma fila tem um processo de tempo de chegada contínuo que é limitado de modo que em qualquer intervalo de tempo t1 e t2 (onde t2 - t1 = t> 0), no máximo (s + rt) bits podem chegar, onde s e r são constantes. Qualquer processo de chegada é aceitável, desde que satisfaça a restrição acima. O link de saída opera a uma taxa constante de 2r. Qual é a ocupação máxima da FIFO? a) 2r b) s+rt c) s d) 2s Q3) A switch has two inputs and one output link. (Not a very interesting switch; but enough for this question). Both the input links operate at rate R bits/seconds. If the switch is a circuit switch, how fast must the output link operate to prevent new calls from ever being blocked? Q4) A switch has two inputs and one output link. (Not a very interesting switch; but enough for this question). Both the input links operate at rate R bits/seconds. If the switch is a packet switch, how fast must the output link operate to guarantee that packet overflows will never take place? Propriedades dos Modelos de Filas Q1) Assume 5 packets arrive in a burst to a router at time t=0 seconds, and another burst of packets arrive at t=10s, and so on every 10 seconds; and if one packet departs from the router at t=1s, t=2s, t=3s, t=4s, t=5s, and then again at t=11s, t=12s, and so on. What is the maximum, minimum, and average number of packets in the router buffer? Q2) Rajadas de pacotes de tamanho fixo chegam a uma fila que é servida a uma taxa fixa e envia pacotes para uma segunda fila, que é servida com a mesma taxa fixa. a) Em média, qual fila atrasa mais? b) Qual fila tem a maior média de ocupação? Q3) Imagine you are driving on a highway and you notice a traffic jam a mile ahead of you. What are some strategies to reduce average delay (some) car experiences due to this traffic jam? a) Drive at the same speed until you reach the jam to let other cars behind you drive smoothly. b) Start slowing down immediately and ease into the jam ahead, to pace traffic out, decrease burstiness of car arrivals at the jam, thereby improving the situation for everyone. c) Take the next exit, reducing the number of cars on the road that can cause the jam. d) Speed up to the traffic jam and wait for it to clear. Q4) Define the average load of an M/M/1 queue to be rho = lambda/mu (lambda and mu are defined in the video). If the load increases by 50% and the resulting average queue occupancy doubles, what is the new average occupancy? Comutação e Encaminhamento Q1) Se um comutador não possui informações sobre o endereço de destino de um quadro Ethernet, ele irá descartar o pacote. V/F Q2 An Internet router receives a packet with a TTL=23, what will the TTL of the packet be when the router forwards the packet.

4 Q3) Usando a correspondência de prefixo mais longo (longest prefix matching), o endereço IP irá corresponder a que entrada? a) /24 b) /20 c) /8 d) /32 Q4) Quais das seguintes afirmações sobre a TCAM são verdadeiras? a) é muito rápida, porque há vários processos correndo em paralelo em uma CPU b) quando apresentados com os dados da pesquisa, examina todas as entradas na sua tabela. c) usa uma máscara para ver se o endereço corresponde a uma entrada TCAM d) usa hardware especializado Q5) In an output queued packet switch, packets are either immediately transmitted on an egress link, or are dropped. T/F Q6) Um comutador com filas de saída (output queued switch) possui as seguintes propriedades: a) maximiza a vazão (throughput) b) é work conserving, ou seja, uma linha de saída nunca fica ociosa se existir algum pacote na fila com destino a esta linha. c) elimina completamente todos os atrasos de fila d) necessita filas de saída virtuais Garantias de Taxa Banda Q1) Uma fila FIFO divide igualmente os links de saída entre os fluxos de pacotes que chegam. V/F Q2) Given a FIFO queue of size B Kbits and output rate of R Kbits/s, what is the maximum delay of a packet passing through the queue? Q3) O enfileiramento justo ponderado (Weighted fair queuing) possui quais das seguintes propriedades: a) permite que alguns fluxos de pacotes recebam uma taxa de serviço mais elevada que outros b) garante que o tráfego de controle é sempre enviado para o link de saída primeiro. c) pode ser usado para retransmitir pacotes perdidos. d) pode fornecer fluxos de pacotes com uma taxa de serviço mínima garantida. Garantias de Atraso Q1) Em uma rede cabeada (com fio), que tipos de atraso são fixos? a) Atraso de empacotamento b) Atraso de propagação c) Atraso de filas d) Todos acima Q2) Podemos controlar o atraso de fila máximo de um pacote em um comutador controlando quais das seguintes propriedades? a) Número de filas b) Tamanho da fila c) Taxa na qual as filas são servidas d) Todos acima

5 Q3) Where is a leaky bucket used? a) at both the source and destination b) at the destination only c) at the source that is sending packets Q4) Um comutador pode atrasar os pacotes em uma fila por no máximo 1,8 ms. Se a fila é servida a 10Mb/s, quão grande deve ser a fila (em bits)? a) b) 1800 c) 180 d) Q5) Uma aplicação de videoconferência quer manter o atraso de pacotes fim-a-fim abaixo de 200 ms e a uma taxa de pelo menos 1 Mb/s. Todos os pacotes possuem bits de tamanho e passam por nove roteadores (e portanto, 10 links), e todos os links são de 200 quilômetros e possuem largura de banda de 10Mb/s. Em cada roteador ao longo do caminho, os pacotes de vídeo são colocados em sua própria fila, que é servida a uma taxa mínima garantida. Considerando todos os atrasos de empacotamento, propagação e enfileiramento no sistema, qual é a quantidade de buffer necessária em cada roteador, em quantidade de pacotes? Assuma que cada roteador tem a mesma quantidade de buffer e a velocidade de propagação é 2 x 10 ^ 8 m/s.