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Redes de Computadores II Profº. Leopoldo. Marcela Alves 920112 Exercícios: CAPITULO 5 – CAMADAS DE ENLACE E REDES Locais 1. Questão 2 – Dê um exemplo (que não seja o da Figura 5.6) mostrando que verificações de paridade bidimensional podem corrigir e detectar um erro de bit único. Dê outro exemplo mostrando um erro de bit duplo que pode ser detectado, mas não corrigido.

Informação original: 1

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Erro de bit único que pode ser detectado e corrigido. 1

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Erro de bit duplo que pode ser detectado, mas não corrigido. 1

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2. Questão 6 – Considere o problema acima, mas suponha que D tenha o valor de: (7 bits G = 10011 ) a. 1001000101 10010001010000 / 10011 = 1000100011 10011 000010010 10011 000011000 10011 010110 10011 0101 b. 1010001111 10100011110000 / 10011 = 10100011110001 10011 11101 10011 11101 10011 11101 10011 11101 10011 11100 10011 011110 10011 011010 10011 010010 10011 0001 c. 0101010101 01010101010000 / 10011 = 01010101010010 10011 11001 10011 _ 10101 10011 11001 10011 10100 10011 11110 10011

11010 _ 10011

_

10010 10011 0010

3. Questão 7 – Neste problema, exploramos algumas propriedades de CRC. Para o gerador G (1001) dado na seção 5.2.3, responda às seguintes questões: a. Por que ele pode detectar qualquer erro de bit único no dado D? Através do cálculo do CRC,se algum dos bits no resto do hospedeiro destino for igual a um, sabe-se que ocorreu um erro. b. Pode o G acima detectar qualquer número ímpar de erros de bits? Por quê? Sim. Pelo fato de G ter um número ímpar de bits. 4. Questão 15 – Considere a Figura 5.38. Agora substituímos o roteador entre as sub-redes 1 e 2 pelo comutador S1, e etiquetamos o roteador entre as sub-redes 2 e 3 como R1. a. Considere o envio de um datagrama IP do Hospedeiro E ao Hospedeiro F. O Hospedeiro E pedirá ajuda ao roteador R1 para enviar o datagrama? Porquê? No quadro Ethernet que contém o datagrama IP, qual são os endereços de origem e destino IP e MAC? Não, porque E e F estão na mesma subrede (LAN). Considerando que as suas tabelas ARP estão com os dados necessários para o envio do datagrama, E pode mandar o datagrama diretamente para F. IP origem: IP de E (192.168.3.001) IP destino: IP de F (192.168.3.002) MAC origem: MAC de E (88-88-88-88-88-88) MAC destino: MAC de F (99-99-99-99-99-99)

b. Suponha que E gostaria de enviar um datagrama IP a B, e que o cachê ARP de E não tenha o endereço MAC de B. E preparará uma consulta ARP para descobrir o endereço MAC de B? Por quê? No quadro Ethernet (que contém o datagrama IP destinado a B) que é entregue ao roteador R1, quais são os endereços de origem e destino IP e MAC?

Não. E endereçará seu quadro para a interface de R1. Quando o quadro chegar em R1, ele será enviado para B. Caso o endereço MAC de B não esteja na tabela de repasse de R1, então R1 obterá esse endereço MAC através do ARP, para então poder enviar o quadro para B. IP origem: IP de E (192.168.3.001) IP destino: IP de B(192.168.1.002) MAC origem: MAC de E (88-88-88-88-88-88) MAC destino: MAC de R1 (77-77-77-77-77-77)

c. Suponha que o Hospedeiro A gostaria de enviar um datagrama IP ao hospedeiro B, e nem o cache ARP de A contém o endereço MAC de B, nem o cache ARP de b contém o endereço MAC de A. Suponha também que a tabela de encaminhamento do comutador S1 contenha entradas somente para o Hospedeiro B e para o roteador R1. Dessa forma, A transmitirá uma mensagem de requisição ARP. a)Que ações o comutador S1 tomará quando receber a mensagem de requisição ARP? Apenas repassará a requisição para todas as interfaces, menos a interface de A. b)O roteador R1 também receberá a mensagem de requisição ARP? Sim, pois a requisição foi mandada por broadcasting por S1 c)Se sim, R1 também encaminhará a mensagem para a Subrede 3? R1 não encaminhará a mensagem para sub-red 3. d)Assim que o Hospedeiro B receber essa mensagem de requisição ARP, ele enviará a mensagem de volta ao Hospedeiro A. Mas enviará uma mensagem ARP de consulta para o endereço MAC de A? Por quê? Sim, pois o hospedeiro B não tem o endereço MAC de A para poder responder. e)O que o comutador S1 fará quando receber mensagem de resposta ARP do Hospedeiro B? O comutador irá repassar a resposta para A, sem ARP, pois ele já tem o endereço MAC de A em sua tabela.

5. Questão 18 – Suponha que os nós A e B estejam no mesmo segmento Ethernet de 10 Mbps e que o atraso de propagação entre os dois nós seja de 225 tempos de bit. Suponha que o nó A comece a transmitir um quadro e que, antes de terminar, o nó B comece a transmitir um quadro. O nó A pode transmitir antes de detectar que B transmitiu? Por quê? A terminaria sua transmissão em t = 512 + 64 tempos de bit = 576. No pior dos casos, B começa a transmitir no tempo t = 224. Em t = 224+225 = 449, o primeiro sinal de B chega em A, então A aborta a transmissão do pacote, logo NÃO pode terminar a transmissão antes de detectar a transmissão de B.

6. Questão 21 – Suponha que os nós A e B estejam no mesmo segmento Ethernet de 10 Mbps e que o atraso de propagação entre os dois nós seja de 245 tempos de bit. Suponha que também que A e B enviem quadros ao mesmo tempo, que os quadros colidam e que, então, A e B enviem quadros ao mesmo tempo, que os quadros colidam e que, então, A e B escolham valores diferentes de K no algoritmo CSMA/CD. t=0

A

B

t=245

Inicia transmissão

Inicia transmissão

Detecta colisão

Detecta colisão

t=293 (245+48)

Termina de transmitir sinal de esforço

Termina de transmitir sinal de esforço

t=538

t=634

t=805

t=879

t=901

(293+225 )

(538+96)

(293+ 512)

(634+2 (805+9 45) 6)

Termina de receber sinal de B

Inicia a transmissã o

Analisa se o canal está ocioso

Perceb e que A está transm itindo

Começa a analisar se o canal está ocioso

(backo of)

a. Admitindo que nenhum outro nó esteja ativo, as retransmissões de A e B podem colidir?

Fim do tempo de espera

Não. Pois B detecta que o canal não está ocioso( transmissão de A) e então não inicia sua transmissão. b. Para nossa finalidade, é suficiente resolver o seguinte exemplo. Suponha que A e B comecem a transmitir em t=0 tempo de bit. Ambos detectam colisões em t=245 tempos de bits. Eles terminam de transmitir um sinal de reforço de colisão em t=245+48 = 293 tempos de bit. Suponha que KA = 0 e KB = 1. Em que tempo B programa sua transmissão? t = 901 c. Em que tempo A começa a transmissão? (Nota: os nós devem espera por um canal ocioso após retornar à etapa 2 – Veja o protocolo.) t = 634

d. Em que tempo o sinal de A chega a B? t=879

e. B se abstém de transmitir em seu tempo programado? Sim

7. Questão 27 – Considere a Figura 5.38 no problema P14. Determine os endereços MAC e IP para as interfaces do Hospedeiro F. Determine os endereços MAC de origem e destino no quadro que encapsula desse datagrama IP, já que o quadro é transmitido (i)

De A ao roteador esquerdo Endereço MAC origem: endereço MAC de A (11-11-11-11-11-11) Endereço IP origem: endereço IP de A (192.168.1.001) (obtido por ARP)Endereço MAC destino: endereço MAC do roteador (00-00-00-00-00-00) Endereço IP destino: endereço IP de F (192.168.3.002)

(ii)

Do roteador esquerdo ao roteador direito

Endereço MAC origem: endereço MAC do roteador esquerdo, interface da direita (33-33-33-33-33) Endereço IP origem: endereço IP de A (192.168.1.001) Endereço MAC destino: endereço MAC do roteador direito, interface da esquerda (44-44-44-44-44-44) Endereço IP destino: endereço IP de F (192.168.3.002)

(iii)

Do roteador direito a F.

Endereço MAC origem: endereço MAC do roteador direito, interface da direita (77-77-77-77-77-77) Endereço IP origem: endereço IP de A (192.168.1.001) (obtido por ARP)Endereço MAC de destino: endereço MAC de F (99-99-99-99-99-99) Endereço IP destino: endereço IP de F (192.168.3.002)

8. Questão 28 – Suponha que o roteador da extremidade esquerda da Figura 5.38 seja substituído por um comutador. Os Hospedeiros A, B, C e D e o roteador direito tem a conexão estrela a esse comutador. Determine os endereços MAC de destino e origem no quadro que encapsula desse datagrama IP enquanto o quadro é transmitido: i)de A ao comutador IP de origem: IP de A MAC de origem: MAC de A IP de destino: IP da interface do switch MAC de destino: MAC de F ii)do comutador ao roteador direito

Supondo que o endereço MAC de F já está na tabela do comutador: IP de origem: IP do comutador MAC de origem: MAC de A IP de destino: IP de F MAC de destino: MAC da interface direita do roteador

iii) do roteador para F IP de origem: IP de A MAC de origem: MAC do roteador IP de destino: IP de F MAC de destino: MAC de F

9. Questão 29 – Considere a Figura 5.36. Suponha que todos os enlaces têm 100 Mbps. Qual é a vazão total máxima agregada que pode ser atingido entre os 9 hospedeiros e 2 servidores nessa rede? Suponha que qualquer hospedeiro ou servidores nessa rede pode enviar a qualquer outro servidor ou hospedeiro. Por quê? Já que todos os enlaces têm 100Mbps, logo a taxa de transferência também é 100Mbps. Se há 9 hospedeiros e 2 servidores, temos então 11* 100Mbps = 1100Mbps de vazão total máxima. 10.Questão 30 – Suponha que três comutadores departamentais na Figura 5.26 são substituídos por hubs. Todos os enlaces têm 100 Mbps Agora responda às questões postas no problema 29. Já que todos os enlaces têm 100Mbps, logo a taxa de transferência também é 100Mbps. Se há 9 hospedeiros e 2 servidores, temos então 5* 100Mbps = 500Mbps de vazão total máxima. Em tese, cada computador ficaria com 25Mbps (100Mps dividido pelas 4 interfaces do switch)

11.Questão 31 – Suponha que todos os comutadores na Figura 5.36 são substituídos por hubs. Todos os enlaces têm 100 Mbps. Agora responda às questões postas no problema 29. Já que todos os comutadores são substituídos por hubs, vazão total máxima agregada é 100Mbps.

12.Questão 32 – Vamos considerar a operação de aprendizagem do comutador no contexto da figura 5.24. Tabela de comutação: Endereço

Interface

Horário

Suponha que: (i)

B envia um quadro a E Já que a tabela está vazia, o quadro é transmitido por broadcastig e “aprende” o MAC de B

Endereço

Interface

Horário

BB-BB-BB-BB-BB-BB

1

12:00h

(ii)

E responde com um quadro a B Já que o comutador tem o endereço MAC de B em sua tabela, ele envia o pacote diretamente para B e “aprende” o endereço de E.

Endereço

Interface

Horário

BB-BB-BB-BB-BB-BB

1

12:00h

EE-EE-EE-EE-EE-EE

4

12:01h

(iii)

A envia uma quadro a B Já que o comutador tem o endereço MAC de B em sua tabela, ele envia o pacote diretamente para B e “aprende” o endereço de A.

Endereço

Interface

Horário

BB-BB-BB-BB-BB-BB

1

12:00h

EE-EE-EE-EE-EE-EE

4

12:01h

AA-AA-AA-AA-AA-AA 5

12:03h

(iv)

B responde com um quadro a A A tabela não muda, pois o comutador sabe o endereço MAC tanto de A quanto de B. Então ele manda o pacote diretamente para A.

Endereço

Interface

Horário

BB-BB-BB-BB-BB-BB

1

12:00h

EE-EE-EE-EE-EE-EE

4

12:01h

AA-AA-AA-AA-AA-AA 5

12:03h

13.Questão 34 – Considere o único comutador VLAN da Figura 5.30, e suponha que um roteador externo está conectado a porta 1 do comutador. i) Atribua endereços IP aos hospedeiros EE e CS e à interface do roteador.

Hospedeiro EE – IP 111.111.111.111 MAC AA-AA-AA-AA-AA-AA Interface esquerda do roteador – A0-A0-A0-A0-A0

IP 111.111.111.110 MAC

Interface direita do roteador - IP 222-222-222-220 MAC B0-B0B0-B0-B0-B0 Hospedeiro CS - IP 222.222.222.221 MAC B1-B1-B1-B1-B1 ii) Relacione as etapas usadas e ambas camadas de rede e de enlace para transferir o datagrama IP ao ao hospedeiro EE e a hospedeiro CS. 1. EE(111.111.111.111) faz uma consulta ARP para determinar o endereço do roteador 111.111.111.110, ou seja, A0-A0-A0-A0-A0.

2. EE monta o quadro e envia para o roteador: IP origem 111.111.111.111 IP destino 222.222.222.221 MAC origem: AA-AA-AA-AA-AA-AA MAC destino: A0-A0-A0-A0-A0 3. O roteador repassa o quadro para outra interface, monta o seguinte quadro: IP origem 111.111.111.111 IP destino 222.222.222.221 MAC de origem: B0-B0-B0-B0-B0-B0 MAC destino:B1-B1-B1-B1-B1 // obtido por protocolo ARP

14.Questão 35 - Considere a rede MPLS mostrada na Figura 5.36 e suponha que os roteadores R5 e R6 agora são habitados para MPLS. Suponha que queremos executar engenharia de tráfego de modo que os pacotes de R6 destinados a A sejam comutados para A via R6-R4R2-R1. Mostre as tabelas MPLS em R5 e R6, bem como a tabela modificada em R4, que tornaria isso possível. R6 Rótulo de entrada

Rótulo de saída

Destin o

Interface de saída

1

A

0

Rótulo de saída

Destin o

Interface de saída

2

A

0

Rótulo de entrada

Rótulo de saída

Destin o

Interface de saída

1

10

A

1

R5 Rótulo de entrada

R4

2

8

A

1

12

D

0

15.Questão 37 - Nesse problema, você juntará tudo que aprendeu sobre protocolos de internet. Suponha você entre em uma sala, conecte-se á Ethernet e quer fazer o download de uma página web. Quais são etapas de protocolo utilizadas, desde ligar o computador até receber uma página web? Suponha que não tenha nada no seu DNS ou no seu navegador quando você ligar seu computador. (Dica: as etapas incluem o uso de protocolos da Ethernet, DHCP, ARP, DNS, TCP e HTTP). Indique explicitamente em suas etapas como obter os endereços MAC e IP de um roteador de borda. Logo que o computador é conectado à rede através de um cabo Ethernet ele precisa obter um IP. Assim ele executa o protocolo DHCP para obter um IP. O Sistema operacional do computador cria uma mensagem DHCP de solicitação, coloca essa mensagem dentro de um segmento UDP. Segmento é colocado dentro de um datagrama IP e depois colocado dentro de em quadro Ethernet com endereço de destino: FF:FF:FF:FF:FF:FF para que o quadro seja transmitido para todo os dispositivos conectados ao comutador onde está um servidor DHCP. O computador então envia por broadcast o quadro Ethenet contendo a solicitação DHCP. O comutador transmite o quadro da entrada para todas as portas de saída, incluindo a porta conectada ao roteador. O roteador rodando o servidor DHCP recebe o quadro Ethernet transmitido e o datagrama IP é extraído do quadro Ethernet e a mensagem de solicitação é extraída do segmento UDP. Agora o servidor DHCP tem a mensagem de solicitação DHCP. O servidor DHCP destina um IP para o computador que enviou a solicitação e cria uma mensagem DHCP ACK contendo um endereço IP, o endereço IP do servidor DNS e o endereço IP do rotador de borda. A mensagem DHCP é colocada dentro de um segmento UDP, este segmento é colocado dentro de um datagrama IP, o qual é colocado dentro de um quadro Ethernet, este é enviado ao computador que fez a solicitação. Quando o computador que fez a solicitação recebe o quadro Ethernet que contém o DHCP ACK , extrai o datagrama IP do quadro, extrai o segmento UPD do datagrama IP e extrai a mensagem DHCP ACK. Então o cliente DHCP do computador que fez a solicitação grava seu endereço IP, endereço IP do servidor DNS e instala o endereço de saída padrão em sua tabela IP de repasse. Para que se possa acessar uma página da web, necessita-se criar uma mensagem de consulta DNS, porém o computador precisa

saber o endereço MAC do roteador de borda , para isso o computador precisará usar o protocolo ARP. O computador cria uma mensagem de consulta ARP direcionada para o endereço de IP da saída padrão e a transmite por broadcasting fazendo com que a mensagem chegue no roteador de borda. Quando o roteador de borda recebe o quadro contendo a mensagem de consulta ARP e reconhece seu número IP, ele monta uma resposta ARP indicando seu endereço MAC e envia o quadro ao comutador que o entrega para o computador que fez a solicitação. Assim, o computador cria uma mensagem DNS e o endereça para o endereço MAC do roteador de borda e envia para o comutador. Cria-se então um datagrama IP que contem a consulta DNS. Esse datagrama é repassado via comutador ao roteador do 1º salto, depois é passado para a rede do servidor DNS, roteado por tabelas criadas por RIP, OSPF, IS-IS e/ou protocolos de roteamento BGP. Então o servidor DNS responde ao cliente com endereço IP da página web solicitada na mensagem de DNS. Quando o cliente recebe o endereço IP da página solicitada, ele precisa criar um socket TCP que será usado para mandar uma mensagem HTTP GET. Para a criação deste socket, o TCP do computador precisa executar uma apresentação de 3 vias. , então ele cria um segmento TCP SYN, coloca dentro de um quadro endereçado para o roteador de borda e envia o quadro ao comutador. Os roteadores enviam o datagrama contendo o TCP SYN para o servidor Web que responde com SYNACK TCP. Quando o computador solicitante recebe o SYNACK TCP, ele cria Uma HTTP GET com a URL que ele deseja acessar. O servidor Web responde com resposta HTTP contendo página Web solicitada.