Redes de Computadores I Licenciatura em Eng. Informática e de Computadores 1 o Semestre, 6 de Janeiro de o Exame A

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1 Número: Nome: Redes de Computadores I Licenciatura em Eng. Informática e de Computadores 1 o Semestre, 6 de Janeiro de o Exame A Duração: 2,5 horas A prova é sem consulta A prova deve ser resolvido nas folhas do enunciado Não é permitido o uso de máquinas de calcular A prova está dividida em duas partes de igual valor: Parte I 20 perguntas de escolha múltipla Para cada pergunta assinale a sua resposta com uma cruz Cada resposta certa vale +1/2 valores Cada resposta errada vale 1/4 valores Cada pergunta não respondida ou de resposta inválida vale 0 valores 3 problemas Problema 1 vale 3,5 valores Problema 2 vale 3,5 valores Problema 3 vale 3,0 valores Justifique todas as respostas Parte II

2 Parte I 1. Considere que envia um ficheiro de 100Mbit entre os computadores A e B. Entre eles existem três nós da rede (4 ligações no total). Cada ligação tem capacidade 10Mbps e os três nós não são atravessados por mais nenhum tráfego durante esta comunicação. Admita que o tempo de propagação entre A e B é 10s. Para a transmissão, o ficheiro é dividido em 5 pacotes em que o tamanho dos cabeçalhos é desprezável. O tempo que decorre entre a transmissão do primeiro bit do ficheiro em A até à recepção do último bit em B é 24 s. 28 s. 26 s. 2. Relativamente ao protocolo POP3 (Post Office Protocol v.3) a única das seguintes características que é verdadeira Permite a definição pelo cliente de pastas específicas para organizar o correio recebido. Exige a autenticação do cliente perante o servidor em cada utilização. É utilizado fundamentalmente para gerar resposta automática ao correio recebido. 3. Um servidor HTTP1.1 responde a um pedido de um cliente incluindo no cabeçalho a linha Set-cookie: Diga qual das afirmações é verdadeira O cliente usa essa informação para reconhecer o servidor em futuras utilizações. O cliente usa essa informação para se fazer reconhecer perante o servidor em futuras utilizações. O cliente usa essa informação para obter do seu utilizador a password que inclui nos pedidos a esse servidor. 4. O protocolo UDP não fornece um dos seguintes serviços Deteção de erros na recepção de cada segmento. Ordenação dos segmentos na recepção. Multiplexagem dos dados de várias aplicações. 5. Relativamente à fase de prevenção de congestionamento ( congestion avoidance ) do TCP, indique a única das seguintes afirmações que é verdadeira. A janela de congestionamento aumenta de um segmento por cada ACK recebido. A janela de congestionamento aumenta de um segmento quando todos os segmentos enviados na janela anterior foram confirmados. A janela de congestionamento duplica por cada ACK recebido. 6. Suponha que numa ligação TCP entre A e B, o último segmento enviado por A continha o byte 1299, tendo sido recebido o ACK correspondente. Foram depois enviados por A apenas os segmentos N, N+1 e N+2 com 200 bytes cada. Foram depois recebidos em A 2 ACK s com números de sequência 1300 e Diga qual das afirmações é verdadeira: O segmento N perdeu-se e vai ter de ser repetido. Os segmentos N e N+1 ainda não chegaram a B. O segmento N atrasou-se em relação ao segmento N Na actual Internet cada encaminhador tem como função Encaminhar os pacotes de acordo com apenas o porto de destino inscrito no cabeçalho. Encaminhar os pacotes de acordo com apenas o número do circuito virtual inscrito no cabeçalho. Encaminhar os pacotes de acordo com apenas o endereço de destino inscrito no cabeçalho. 8. Suponha que dispõe de um nó ( router ) com 10 entradas e 10 saídas que funcionam ao mesmo ritmo. A malha de comutação interna funciona a um ritmo 15 vezes superior ao das linhas. Para evitar perdas neste nó, qual das seguintes afirmações é verdadeira? É necessário ter espaço de armazenamento ( buffers ) simultaneamente nas linhas de entrada e de saída. É necessário ter espaço de armazenamento ( buffers ) apenas nas linhas de entrada. É necessário ter espaço de armazenamento ( buffers ) apenas nas linhas de saída.

3 9. Suponha que dois routers IPv6, A e B, que estão interligados por uma rede IPv4, usam para comunicar entre si a técnica de duplicação da pilha de protocolos ( dual-stack ). Admita que um datagrama IPv6 chega a A com destino à máquina X ligada a B. Diga qual das seguintes afirmações é verdadeira O nó A traduz o cabeçalho IPv6 num cabeçalho IPv4 com destino X e envia o datagrama para B. O nó A constrói um datagrama IPv4 com destino X e encapsula-o num datagrama IPv6 com destino B. O nó A constrói um datagrama IPv4 com destino B em que o campo de dados é o datagrama IPv6 que lhe chegou. 10. O algoritmo de encaminhamento de estado das ligações difere do algoritmo de encaminhamento de vector de distâncias porque cada nó recebe informação apenas sobre o estado dos nós adjacentes. se baseia no conhecimento global da topologia da rede. converge sempre muito mais rapidamente. 11. Um encaminhador tem as seguintes entradas na sua tabela de expedição: ( /19, A); ( /21,B); ( /22,C). Por qual das interfaces é expedido um datagrama com destino ? A B C 12. Considere a estação móvel A que visita a rede X e se encontra em comunicação com a estação fixa B usando o protocolo IP móvel. Suponha que a estação móvel A se desloca para a rede Y sem interrupção da comunicação com B. Seleccione a afirmação verdadeira para esta operação: O agente local ( home agent ) da rede de origem da estação A não tem nenhuma acção na mudança. A estação móvel A não tem nenhuma acção na mudança. A estação fixa B não tem nenhuma acção na mudança. 13. Considere uma rede conexa com 15 nós interligados por 50 ligações na qual opera um protocolo de encaminhamento. Determinado nó pretende enviar um pacote a todos os outros usando expedição por caminho inverso ( reverse path forwarding ). No total, quantas cópias do pacote é que vão ser transmitidas pelas ligações da rede? A técnica de acesso múltiplo ALOHA tem uma versão designada por ALOHA-puro e outra designada por ALOHA-sincronizado. Diga qual das afirmações é verdadeira: Com ALOHA-sincronizado cada trama só é enviada com probabilidade ½, enquanto que com ALOHA-puro são sempre enviadas. Com ALOHA-puro as tramas só são enviadas se o canal está livre. Com ALOHA-sincronizado as tramas só são enviadas em instantes conhecidos de todas as estações. 15. Considere uma rede de acesso múltiplo com o protocolo CSMA/CD e que funciona a 10Mbps. No meio físico que constitui a rede o sinal propaga-se à velocidade de 250m/µs e a distância máxima entre duas estações é 500m. Para garantir um funcionamento correcto do protocolo CSMA/CD as tramas devem ter um tamanho mínimo: Maior ou igual a 49 bits. Entre 10 e 48 bits. Entre 5 e 9 bits. 16. Suponha que em comunicação sem fios o terminal A está apenas ao alcance do terminal B. O terminal B para além de A está ao alcance de C. O terminal C está ao alcance de B e de um outro terminal D. Usando o protocolo CSMA/CA com RTS/CTS diga qual das afirmações é verdadeira Se D pede para transmitir uma trama para C, B pode iniciar uma comunicação com A mesmo que já tenha recebido a autorização que C deu a D. Se B pede para transmitir uma trama para A, C pode iniciar uma comunicação com D sem ter de esperar o final da transmissão dessa trama. Se A pede para transmitir uma trama para B e B autoriza, C não tem de esperar o final da transmissão dessa trama para poder iniciar uma comunicação com D.

4 17. O protocolo PPP ( Point to Point Protocol ) usa um padrão de 8 bits, byte de delimitação, para marcar o início e o fim das tramas. Em relação a esse protocolo diga qual das afirmações é verdadeira: Sempre que o byte delimitador faz parte dos dados a transmitir é substituído no emissor por outro byte especial e a operação inversa é feita no receptor. Sempre que o byte delimitador faz parte dos dados a transmitir é introduzido no emissor outro byte especial que o precede e que é retirado no receptor. Sempre que o byte delimitador faz parte dos dados a transmitir, o emissor divide os dados em partes que não contêm o delimitador e envia-os em tramas separadas. 18. Para o protocolo de acesso múltiplo por passagem de testemunho em anel ( token ring ) diga qual das afirmações é verdadeira: Para tráfego baixo o atraso por trama é menor do que com o protocolo CSMA/CD. Em funcionamento normal, o protocolo garante que não há colisão entre tramas enviadas pelas diferentes estações. A utilização do canal é sempre menor do que com o protocolo CSMA/CD. 19. Em relação à técnica de multiplexagem por divisão na frequência diga qual das afirmações é verdadeira: Permite que vários emissores usem o mesmo meio físico simultaneamente sem colisões. Para que não haja colisões, diferentes emissores ligados a um meio físico só podem transmitir em instantes de tempo previamente combinados. Permite que um emissor utilize a mesma frequência em meios físicos diferentes. 20. A técnica de codificação de linha Manchester ( Manchester encoding ) é usada porque Associa directamente o valor do bit a um nível do sinal enviado. De todas as codificações é a que utiliza uma menor largura de banda. Durante a transmissão de um bit garante que o sinal enviado tem uma transição entre dois níveis.

5 Parte II 1. Um cliente HTTP pretende fazer o download de 1 página constituída por 2 objectos: o objecto base com 1000 bytes e outro referenciado no objecto base com 2500 bytes. Suponha que é desprezável o tempo entre a chegada do objecto base e o pedido do objecto referenciado. Pretende-se estimar a latência na recepção da página (intervalo de tempo desde que o cliente inicia o pedido até que recebe as duas componentes da página na sua totalidade). Para isso há que estabelecer ligações TCP entre cliente e servidor. Considere que: (i) os segmentos TCP com dados são de dimensão S= 100 bytes e o comprimento dos cabeçalhos (TCP e HTTP) é desprezável; (ii) o canal entre emissor e receptor é full-duplex com débito R= bps e introduz um atraso de ida e volta RTT= 9 ms; (iii) a ligação não introduz erros nem perdas de segmentos; (iv) o tempo de transmissão dos segmentos que não contêm dados da página (estabelecimento, pedido da página e ACK s) é desprezável. Assuma ainda as seguintes hipóteses usuais nas aulas: (a) o pedido de transferência feito pelo cliente segue juntamente com o terceiro segmento do estabelecimento da sessão TCP; (b) é enviado um segmento de confirmação (ACK) por cada segmento bem recebido; (c) a janela TCP de emissão no servidor é apenas limitada pelos mecanismos de controlo de congestionamento, isto é, o mecanismo de controlo de fluxo não intervém (os buffers na recepção são ilimitados); 1.1. Admita que usa a versão 1.0 do protocolo HTTP. Qual é a latência na recepção da página obtida para o caso em que usa uma versão modificada do protocolo TCP com janela de emissão fixa de 25 segmentos? [1.0]

6 1.2. Continuando a supor utilização de HTTP1.0, admita agora que o protocolo TCP usa o mecanismo de controlo de congestionamento e todos os segmentos são transmitidos durante a fase de arranque lento ( slow-start ), isto é, o limiar a partir do qual se inicia a fase de congestion avoidance nunca é atingido. Apresente um diagrama temporal, aproximadamente à escala, que ilustre a sequência de segmentos trocados até que o objecto base seja recebido na sua totalidade pelo cliente. Qual a latência na recepção da página (conjunto de 2 objectos)? [1.5]

7 1.3. Considere agora que usa a versão 1.1 do protocolo HTTP com possibilidade de pedidos em sequência ( pipelining ) nas condições definidas para o TCP na alínea anterior. Calcule a latência no download da página (conjunto de 2 objectos) [1.0]

8 2. Considere a rede da figura que contém 11 nós. Entre esses, os nós assinalados com A, D1, D2, D3 e D4 fazem parte de um grupo multicast. As ligações representadas têm todas custo unitário. Considera-se a transmissão de uma mensagem X da fonte ligada directamente ao nó A para os restantes elementos do grupo ligados aos nós D1, D2, D3 e D4, com várias alternativas para a técnica de encaminhamento. Define-se custo de transmissão como a soma dos custos das ligações atravessadas por um datagrama (ou cópia de datagrama) entre a origem e os vários destinos. B5 B4 A B2 B1 D4 C B3 D1 D2 D Indique, justificando, os caminhos de custo mínimo do nó A para cada um dos nós que fazem parte do grupo multicast. Indique o custo de cada um dos caminhos. [0.75] 2.2. Suponha agora que se usa encaminhamento multicast com base na árvore de caminhos de menor custo do nó origem A para cada um dos nós de destino ( source based tree ). Calcule o custo de transmissão da mensagem X, indicando as ligações usadas. [1.0]

9 2.3. Defina o nó C como centro da rede e use a metodologia de nó central para desenhar a árvore partilhada ( group shared tree ) para os partipantes no grupo. Desenhe a árvore e determine o custo de transmissão da mensagem X. [1.0] 2.4. Diga, justificando, se a árvore em 2.3 é a árvore partilhada de custo mínimo (árvore de Steiner). [0.75]

10 3. Considere o seguinte conjunto de LANs interligadas por pontes transparentes. Em cada ponte encontra-se indicado o seu identificador, e junto de cada porto encontra-se indicado o seu identificador, seguido do custo de enviar uma trama através desse porto, isto é, P 1,3 refere o porto 1 com custo 3. L 1 B 1 P 1,3 P 1,3 P 2,3 B 2 B 3 P 1,1 P 2,1 P 2,1 L 3 P 3,1 P 1,1 P 2,1 B 4 P 3,3 L 2 L 5 B 5 P 1,3 P 2,1 L Suponha que as pontes são ligadas simultaneamente e implementam sincronamente o algoritmo para o estabelecimento de uma árvore geradora (isto é, todas as pontes geram mensagens nos mesmos instantes). Apresente, justificando, a sequência de BPDUs trocadas pelas pontes na LAN L 5 até não haver modificações. Indique o significado dos campos das BPDU s. [1.0]

11 3.2. Apresente, justificando, a árvore geradora obtida, indicando para cada ponte os seus portos designados, raiz e bloqueados. [1.0] 3.3. Depois do estabelecimento da árvore geradora, e com todas as tabelas de expedição ainda vazias, uma estação na LAN L 5 com endereço MAC S 1 envia uma trama para uma estação na LAN L 1 com endereço MAC S2. Indique qual o registo feito, por acção desse trama, nas tabelas de todas as pontes afectadas. (Se não fez a alínea anterior, considere que todos os portos das pontes B 3 e B 5 são desactivados.) [1.0]