Redes de Computadores MEEC 1 de Junho de o Exame 2 o Semestre

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1 Redes de Computadores MEEC 1 de Junho de o Exame 2 o Semestre Número: Nome: Duração: 2:30 horas O exame é sem consulta 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 valores Problema 2 vale 3 valores Problema 3 vale 4 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 das tecnologias de comutação usadas numa rede de computadores. Divisão das funções da comunicação em módulos e sua interligação através de interfaces de serviço. Conjunto de dispositivos que constituem uma rede de computadores e seu agrupamento em sistemas autónomos (autonomous systems). 2. Qual das seguintes organizações internacionais é responsável pela supervisão dos servidores de nomes de raiz da Internet (DNS root name servers)? ICANN. IETF. FCCN. 3. Considere o envio de um ficheiro com 1 MB através de um caminho composto por três ligações. Uma ligação tem capacidade 10 Mb/s e atraso de propagação 50 ms; outra tem capacidade 100 Mb/s e atraso de propagação 100 ms; a terceira tem capacidade 10 Mb/s e atraso de propagação 50 ms. Qual dos seguintes tempos melhor aproxima o mínimo atraso possível na entrega do ficheiro? 600 ms. 1 s. 1.5 s. 4. Qual dos seguintes pares de cabeçalhos é que permite a um navegador (browser) beneficiar de armazenamento (caching) de objectos web? Date e If-Modified-Since. Last-Modified e If-Modified-Since. Date e Keep-Alive. 5. Quantos servidores de nomes do DNS é necessário interrogar para resolver o nome aaa.bbb.com, no pior dos casos? Três. Quatro. Cinco. 6. Considere uma população de 90 estações a querer receber um ficheiro de 1 GB alojado num servidor usando uma aplicação peer-to-peer. A ligação do servidor à Internet tem capacidade 20 Mb/s e a ligação de cada estação à Internet tem capacidade 2 Mb/s. As ligações no interior da Internet assim como as ligações da Internet a cada uma das estações têm uma capacidade infinita. Qual o atraso mínimo [aproximado aos 5 minutos] até que todas as estações recebam o ficheiro? 1 hora. 2 horas e meia. 5 horas. 7. Qual das chamadas de sistema seguintes é que certamente não vai encontrar no código de uma aplicação clienteservidor construída sobre sockets UDP. bind() socket() listen()

3 8. Numa sessão TCP estabelecida com sucesso, qual dos seguintes segmentos é o único que pode ter sucedido ao segmento SYN com número de sequência 125? Segmento SYN+ACK em que o número de sequência do SYN é 324 e o do ACK é 126. Segmento SYN+ACK em que o número de sequência do SYN é 126 e o do ACK é 324. Segmento SYN+ACK em que o número de sequência do SYN é 125 e o do ACK é Considere um protocolo de janela deslizante para transferência fiável e ordenada de bytes como em TCP, mas em que o campo da janela anunciada é representado com 20 bits e não com 16 bits como em TCP (equivalentemente, o valor da janela anunciada nem TCP vem multiplicado por 16). Sabendo que o atraso de ida-e-volta entre cliente e servidor é de 100 ms, aproximadamente qual é o débito máximo da sessão? 20 Mb/s. 40 Mb/s. 80 Mb/s. 10. Considere uma aplicação distribuída pelas estações S e R com S a enviar bytes a R. A camada de aplicação em S consegue escrever no buffer da camada de transporte a um ritmo muito elevado, mas a camada de aplicação em R só consegue ler do buffer da camada de transporte a um ritmo de 1.2 Mb/s. O canal que separa S de R tem, também, uma capacidade muito elevada e atraso de ida-e-volta 100 ms. A camada de transporte em S só envia dados para o canal quando pelo menos 1 kb estão acumulados no buffer. Qual o valor mínimo do buffer que garante uma leitura contínua dos dados em R a 1.2 Mb/s? 8 kb. 16 kb. 32 kb. 11. Um encaminhador tem na sua tabela de expedição apenas as seguintes três entradas: ( /22, I1); ( /21, I2); ( /23, I3). Os identificadores I1, I2 e I3 indicam as interfaces do encaminhador. Por que interface é expedido um datagrama com endereço destino ? I1. I2. I O ISP A tem uma relação de parceria (peering) com o ISP B. Ambos os ISPs A e B são fornecedores do cliente X. Para além disso, o ISP A é fornecedor do cliente Y e o ISP B é fornecedor do cliente Z. Diga qual das seguintes afirmações é verdadeira? O cliente X não anuncia ao ISP B as rotas aprendidas através do ISP A. O ISP B não anuncia ao cliente Z as rotas aprendidas através do cliente X. O ISP A não anuncia ao ISP B as rotas aprendidas através do cliente Y. 13. Qual o atributo do protocolo BGP que permite que os encaminhadores se um sistema autónomo (Autonomous System, AS) tomem conhecimento da interface IP que conduz os datagramas para fora da AS em direcção ao destino? LOCAL-PREF. AS-PATH. NEXT-HOP. 14. Qual das seguintes afirmações melhor corresponde à definição de túnel IP, tal como empregue na migração IPv4- IPv6 ou na criação de VPNs? Sequência de mensagens cifradas enviadas de uma origem para um destino. Alteração dos cabeçalhos dos pacotes ao longo de um caminho. Encapsulamento de um datagrama IP nos dados de outro datagrama IP.

4 15. O que caracteriza a operação do protocolo PIM (Protocol-Independent Multicast) em modo esparso por oposição à sua operação em modo denso? O uso de endereços IP multicast. As árvores multicast serem construídas através de mensagens de corte (prune). As árvores multicast serem construídas através de mensagens de adesão (join). 16. Numa camada de ligação de dados que emprega um CRC calculado com o polinómio gerador x 4 + x + 1, o receptor recebe a trama O que é que podemos inferir sobre esta trama? Ela esteve sujeita a uma rajada com quatro ou menos erros. Ela esteve sujeita a erros mas não sabemos caracterizá-los. Ela não tem erros ou se os tem não são detectáveis. 17. Considere um canal de acesso múltiplo que opera um protocolo ALOHA puro. A taxa de geração de pacotes, novos mais retransmissões, é dada por um processo de Poisson de parâmetro G pacotes por tempo de transmissão de pacote. Qual a fracção de pacotes transmitidos com sucesso? Ge -G. e -G. e -2G. 18. Considere uma trama que já sofreu três colisões numa rede Ethernet partilhada. Qual a probabilidade da trama ser retransmitida logo após a terceira colisão? 1 / 2. 1 / 4. 1 / Considere uma rede Ethernet comutada, conexa, composta por N comutadores interligados por um total de L ligações. Os comutadores executam entre si um protocolo de árvore abrangente. Uma estação ligada a um dos comutadores envia uma trama com destino num endereço MAC não existente na rede. Quantas cópias da trama vão ser transmitidas na totalidade pela colecção de comutadores da rede? N 1. L. 2 x L N Porque é que um protocolo de acesso ao meio CSMA/CA (sem RTS-CTS) não resolve o problema dos nós escondidos? Porque o CSMA/CA não detecta colisões. Porque o CSMA/CA inibe os nós na vizinhança do emissor em vez de inibir os nós na vizinhança do receptor. Porque o CSMA/CA só pode operar com um ponto de acesso centralizado.

5 Parte II Lembre-se de justificar as respostas 1. Pretende-se estimar o tempo necessário à descarga de um documento da Web. O documento é constituído por um objecto HTML base que referencia cinco imagens de tamanho 50 kb cada. A dimensão do objecto base bem como de todos os pacotes de controlo é desprezável. Despreza-se a segmentação das mensagens em pacotes bem como o mecanismo de arranque lento. O canal entre cliente e servidor tem capacidade igual a 10 Mb/s e tempo de ida-evolta de 20 ms. Qual o tempo necessário para descarregar o documento em cada uma das condições seguintes: 1.1. O browser usa HTTP não-persistente sem sessões paralelas? [1 v.] 1.2. O browser usa HTTP não-persistente, permitindo, no máximo, três sessões paralelas? [1 v.]

6 1.3. O browser usa apenas uma sessão HTTP, persistente, sem restrições quanto ao número de pedidos em pipelining? [1 v.] 2. Considere uma sessão TCP Reno, ou seja, com os mecanismos de retransmissão rápida e recuperação rápida activos, na qual são enviados 50 segmentos, numerados de 1 a 50. Os segmentos 4, 5, 22 e 48, e só estes, perdemse e têm que ser retransmitidos. O atraso de ida-e-volta é constante ao longo da sessão e denominado por RTT. Existe um temporizador associado a cada segmento individual de valor 2 x RTT que ao expirar dá origem à retransmissão do segmento. A figura seguinte mostra a evolução do número de segmentos transmitidos, permitidos pela janela de congestão, em função do número de iterações de RTT. A cada círculo corresponde um conjunto de segmentos transmitidos. Por exemplo, na iteração I = 0 é transmitido o segmento 1, na iteração I = 1 são transmitidos os segmentos 2 e 3, na iteração I = 2 são transmitidos os segmentos 4,5,6, e 7 sendo que os segmentos 4 e 5 se perdem, estando por isso sublinhados na figura.

7 2.1. Complete a tabela seguinte com o conjunto de segmentos transmitidos em cada iteração. [1 v.] I Segmentos I Segmentos , ,5,6, Indique os períodos de tempo em que a sessão se encontra em regime de arranque lento (slow start). [0,5 v.] 2.3. Indique os períodos de tempo em que a sessão se encontra em regime de recuperação rápida (fast recovery) ou de prevenção da congestão (congestion avoidance). [0,5 v.] 2.4. Quais dos segmentos perdidos é que foram retransmitidos por expiração do temporizador? [0,5 v.] 2.5. Quais dos segmentos perdidos é que foram retransmitidos pelo mecanismo de retransmissão rápida? [0,5 v.]

8 3. Considere a rede da figura formada por cinco nós, identificados de A a E. O comprimento de cada ligação está indicado junto a ela. O nó que vamos considerar como destino é o nó E. A 6 B C D E Preencha a tabela seguinte com a distância X do nó arbitrário X ao nó E. Pode determinar estas grandezas por inspecção (são poucos caminhos) ou executando um qualquer algoritmo de caminhos mais curtos. [0,5 v.] A B C D E 3.2. Suponha que os nós executam um protocolo vector-distância, sendo d X a variável que contem a estimativa da distância do nó arbitrário X ao nó E. Começando em T = 0 numa situação estável, na qual as estimativas das distâncias estão correctas, X = d X, assuma que o nó E falha no instante T = 1. As mensagens de encaminhamento demoram, cada uma, uma unidade de tempo a viajar de um nó para um seu vizinho. O que poderá dizer relativamente à terminação do protocolo? [1 v.]

9 3.3. Propõe-se a seguinte adenda ao protocolo vector-distância. Para além da variável d X, o nó X mantem também a variável s X que guarda o número de saltos (isto é, o número de ligações) que a mensagem de encaminhamento atravessou desde a sua origem em E até X. O valor de s X é transmitido nas mensagens de encaminhamento juntamente com a estimativa d X. Por exemplo, d X = 10 e s X = 2 implicam que existe um caminho de comprimento 10 com dois saltos de X a E. Se Y for um vizinho de X e a ligação de Y a X tiver comprimento 5, então quando Y receber a mensagem de encaminhamento de X toma conhecimento de que existe um caminho de Y a E através do nó X com comprimento 15 e três saltos. O operador da rede configurou o número máximo de saltos possível igual a seis (mensagens indicando sete ou mais saltos correspondem à inexistência de caminho). Tal como na alínea anterior, começando em T = 0 numa situação estável, assuma que o nó E falha no instante T = 1. As mensagens de encaminhamento demoram, cada uma, uma unidade de tempo a viajar de um nó para um seu vizinho. Preencha a tabela seguinte com os valores de d X e s X até à terminação do protocolo. [1 v.] T = 0 T = 1 T = 2 T = 3 T = 4 T = 5 T = 6 d A, s A d B, s B d C, s C d D, s D 3.4. Suponha agora que o protocolo usado é vector-caminho. Isto é, para além da variável d X, o nó X mantem também a variável p X que guarda o caminho simples (sem nós repetidos) percorrido pela mensagem de encaminhamento desde a sua origem em E até X. Tal como nas duas alíneas anteriores, começando numa situação estável em T = 0, assuma que o nó E falha no instante T = 1. As mensagens de encaminhamento demoram, cada uma, uma unidade de tempo a viajar de um nó para um seu vizinho. Preencha a tabela seguinte com os valores de d X e p X até à terminação do protocolo. [1 v.] T = 0 T = 1 T = 2 T = 3 T = 4 T = 5 T = 6 d A, p A d B, p B d C, p C d D, p D 3.5. Estabeleça uma breve comparação entre a adenda ao protocolo de encaminhamento vector-distância (alínea 3.3) e o protocolo de encaminhamento vector-caminho (alínea 3.4). [0,5]

10 Espaço adicional para resolução dos problemas