Trabalho Redes de Computadores

Universidade Federal de Pernambuco – UFPE Centro de Informática – CIn Mestrado em Ciências da Computação Disciplina: Redes de Computadores Lista de Exercícios de Fixação: Capítulo 1 7 - Qual é a taxa de transmissão de LANs Ethernet? Para uma dada taxa de transmissão, cada usuário da LAN pode transmitir continuamente a essa taxa? Atualmente as taxas de transmissão de redes LAN resumem-se a 10 Mbps, 100 Mbps, 1000 Mbps e mais recentemente até 10 Gbps. Quando apenas um nó transmite é possível manter a taxa máxima de transmissão, porém se mais usuários utilizam ao mesmo tempo, este meio deve ser compartilhado, resultando em perda de velocidade. Deve-se levar em consideração os equipamentos utilizados para roteamento na comutação de pacotes.

10 - Descreva as tecnologias de acesso sem fio mais populares atualmente. Faça uma comparação entre elas. Wi-Fi→ De modo genérico, trata-se de uma rede local que usa ondas de rádio (normalmente nas frequências de 2,4 GHz e 5 GHz) para fazer uma conexão Internet ou entre uma rede. Muitas vezes referenciada com WLAN. Atualmente as taxas de transmissão dessa tecnologia variam entre 54Mbit/s até 300 Mbit/s e com um alcance máximo variando entre 50 metros e 100 metros. WiMAX → é a evolução da Wi-Fi, tecnologia que permite acesso sem fio à internet. Fornece taxas de dados de até 75 Mbps a uma distância de 50 km. WiMAX utiliza faixas de frequência de 10-66 GHz. Bluetooth →trata-se de uma rede de curto alcance utilizada frequentemente para interconectar diversos dispositivos como, notebooks, smartphones, entre outros periféricos. Trata-se de uma rede ad-hoc, ou seja, não necessita de um ponto de acesso centralizado. Essa tecnologia trabalha na frequência de 2,4 GHz, tendo como taxa de transferência máxima de 4 Mbps com alcance variando de 1 a 100 metros, dependendo da amplificação do sinal. 3Ge 4G → Ambas são redes de internet móvel. A primeira opera entre as faixas de 850, 1900 e 2100 MHz, com uma velocidade média de 1Mbps. A comunicação entre as torres 3G são feitas por meio de ondas de rádio. A tecnologia 4G é mais atual, opera na frequência de 2,5 GHz, porém será expandida para a faixa de 700 MHz. A media da velocidade da 4G varia em torno de 5 a 12 Mbps e a conexão entre as torres de 4G ocorrem por meio de fibra óptica.

12 - Por que se afirma que a comutação de pacotes emprega multiplexação estatística? Compare a multiplexação estatística com a multiplexação que ocorre em TDM.

A comutação de pacotes os recursos são destinados as transferências de pacotes ativas no momento, enquanto na TDM o quadro terá um tempo “x” para o envio do pacote, além disso, o número de transferência será limitado dependendo da quantidade de usuários. Na comutação de pacotes existe a utilização de recursos por demanda, ou seja, somente entre pacotes que precisam ser transferidos e a probabilidade de todos os usuários utilizarem ao mesmo tempo é pequena.

15 - Suponha que usuários compartilhem um enlace de 2 Mbps e que cada usuário transmita continuamente a 1 Mbps, mas cada um deles transmite apenas 20 por cento do tempo. (Veja a discussão sobre multiplexação estatística na Seção 1.3). a) Quando a comutação de circuitos é utilizada, quantos usuários podem usar o enlace. Para uma transmissão continua de 1 Mbps utilizando a comutação de circuitos e sabendo que a capacidade máxima do enlace é 2 Mbps, somente 2 usuários. Cada usuário utilizada metade do enlace neste cenário utilizando a comutação de circuitos. b) Para o restante deste problema, suponha que seja utilizada a comutação de pacotes. Por que não haverá atraso de fila antes de um enlace se dois ou menos usuários transmitirem ao mesmo tempo? Por que haverá atraso de fila se três usuários transmitirem ao mesmo tempo? Uma vez que cada usuário irá ter uma taxa de transferência de 1 Mbps, sendo dois usuários ou menos transmitindo ao mesmo tempo, resultará em uma taxa agregada será de 2 Mbps, ou seja, a mesma taxa máxima do enlace. Neste modo não ocasionando atraso na fila. Entretanto, se tratando de 3 usuários, a taxa agregada dos 3 usuários resultará em 3 Mbps, isto é, superior ao enlace disponível, neste caso este deveria ser de 3 Mbps. Nessa situação a fila de saída irá crescer, gerando atraso e perca de desempenho. c) Determine a probabilidade de um dado usuário estar transmitindo. Probabilidade de 20 % ou 0,2 % d) Suponha agora que haja três usuários. Determine a probabilidade de, a qualquer momento, os três usuários transmitirem simultaneamente. Determine a fração de tempo durante o qual a fila cresce. (0,2%)3 = 0,008 % A chance de ambos transmitirem ao mesmo tempo é igual a 0,008%. A fração de tempo durante o crescimento da fila é a probabilidade dos 3 usuários transmitirem ao mesmo tempo.

16 – Considere o envio de um pacote de uma máquina de origem a uma de destino por uma rota fixa. Relacione os componentes do atraso que formam o atraso fim a fim. Quais deles são constantes e quais são variáveis.

Os componentes mais importantes que influenciam no atraso de pacotes são o atraso de processamento, atraso de transmissão, atraso de propagação e atraso de fila. Os três primeiros são do tipo constante, já o último “atraso de fila” é variável porque depende se existe ou não pacotes na fila. 18 – Quanto tempo um pacote de 1.000 bytes leva para se propagar através de um 8 enlace de 2.500 km de distância, com uma velocidade de propagação de 2,5x10 m/s e uma taxa de transmissão de 2 Mbps? Geralmente, quanto tempo um pacote de comprimento L leva para se propagar através de um enlace de distância d, velocidade de propagação s, e taxa de transmissão de R bps? Esse atraso depende do comprimento do pacote? Esse atraso depende da taxa de transmissão? Tprop = 2.500km*1000 / (2,5x10^8) Tprop = 2.500.000m / 2,5x10^8 Tprop = 0,01ms. O tempo de atraso = d/s (distância/velocidade de propagação) O atraso não depende do comprimento do pacote, nem da taxa de transmissão. Por se tratar de um atraso de propagação, o que é levado em consideração é a distância entre os roteadores e a velocidade de propagação do enlace (depende do meio físico). 19 – Suponha que o Hospedeiro A queira enviar um arquivo grande para o Hospedeiro B. O percurso do Hospedeiro A para o Hospedeiro B possui três enlaces, de taxas R 1, = 500 kbps, R2 ,= 2 Mbps, e R3 = 1 Mbps. a) Considerando que não haja nenhum outro tráfego na rede, qual é a vazão para a transferência de arquivo? A vazão é limitada pelo enlace que possui a menor taxa 500 Kbps b) Suponha que o arquivo tenha 4 milhões de bytes. Dividindo o tamanho do arquivo pela vazão, quanto tempo levará a transferência para o Hospedeiro B? 64 segundos Tempo = Tamanho do pacote / velocidade de transmissão do enlace 4.000.000 bytes → bits = 32000000 bits → Kbits = 32000 Kbits 32000 / 500 = 64 segundos c) Repita os itens “a" e “b”, mas agora com R, reduzido a 100 kbps. Vazão = 100 Kbps Tempo = 32000 / 100 = 320 segundos

20 – Suponha que o sistema final A queira enviar um arquivo grande para o sistema B. Em um nível muito alto, descreva como o sistema A cria pacotes a partir do arquivo. Quando um desses arquivos chegar ao comutador de pacote, quais informações no

pacote o comutador utiliza para determinar o enlace através do qual o pacote é encaminhado? Por que a comutação de pacote na Internet é análoga a dirigir de uma cidade para outra pedindo informações ao longo do caminho? O sistema final A fragmenta o arquivo grande em blocos de dados menores. Por meio desses blocos de dados serão gerados os pacotes que irão ser enviados. A cada pacote é adicionado um cabeçalho contendo algumas informações, como por exemplo o endereço de destino do sistema final B. O comutador define para qual enlace de saída será encaminhado o pacote, por meio de uma análise do endereço de destino. Cada roteador (comutador) possui uma base de encaminhamento que mapeia endereço de destino para enlace de saída. Quando um pacote chega ao roteador, este é examinado e busca em sua base o enlace de saída apropriado. Pois os pacotes que chegam ao roteador necessitam que este decida para qual e mais conveniente enlace deverá ser encaminhado afim de chegar ao endereço de destino.

Lista de Problemas: Capítulo 1 2 – Considere uma aplicação que transmita dados a uma taxa constante (por exemplo, o transmissor gera uma unidade de dados de N bits a cada k unidades de tempo, onde k é pequeno e fixo). Considere também que quando esta aplicação começa, continuará em funcionamento por um período de tempo relativamente longo. Responda às seguintes perguntas, dando uma breve justificativa para sua resposta: a) O que seria mais apropriado para essa aplicação: uma rede de comutação de circuitos ou uma rede de comutação de pacotes? Por quê? Neste cenário, uma rede de comutação de circuitos seria mais apropriada. A escolha mais apropriada dá-se pelo fato que a aplicação irá transmitir dados a uma taxa constante por um longo período de tempo, ou seja, será reservada uma largura de banda na conexão entre remetente e destinatário. b) Suponha que seja usada uma rede de comutação de pacotes e que o único tráfego dessa rede venha de aplicações como a descrita anteriormente. Além disso, admita que a soma das velocidades de dados da aplicação seja menor do que as capacidades de cada um dos enlaces. Será necessário algum tipo de controle de congestionamento? Por quê? Não. Como a soma das velocidades de dados da aplicação é menor que capacidade de cada enlace, a probabilidade de congestionamento é muito pequena. Mesmo se todas as aplicações transmitirem ao mesmo tempo gerando um fluxo maior de dados, ainda assim, a banda do enlace será suficiente, no máximo ocasionando pequenas filas. 6 - O computador A converte voz analógica para uma cadeia digital de bits de 64 kbps e, em seguida agrupa os bits em pacotes de 56 bytes. Há apenas um enlace entre os computadores A e B; a sua taxa de transmissão é de 2 Mbps e seu atraso de propagação de 10 milissegundos. Assim que o computador A recolhe um pacote, ele o envia ao

computador B. Quando recebe um pacote completo, o computador B converte os bits do pacote para um sinal analógico. Quanto tempo decorre entre o momento em que um bit é criado (a partir do sinal analógico no computador A) e o momento em ele é decodificado (como sendo parte do sinal analógico em B)? Primeiro deve-se calcular o tempo para gerar o pacote e enviar. 56x8 / 64x10^3 = 7ms Depois calcular o tempo de envio entre A e B. 56x8 / 2x10^6 = 224µs Tem-se o atraso de propagação. 10ms Sendo assim o tempo total será de: 7ms + 224µs + 10ms = 17,224ms

Lista de Dissertativa: Capítulo 1 4 – O Skype oferece um serviço que permite realizar chamadas telefônicas de um computador para um computador comum. Isso significa que a chamada deve passar pela Internet e pela rede telefônica. Discuta como esse processo deve ser feito. O Skype é um programa que funciona sobre o modelo Peer-to-Peer, as comunicações realizadas entre computadores não necessitam passar pela rede telefônica, ou seja, as chamadas entre estes terminais ocorre por meio de redes utilizando a comutação de pacotes. Por outro lado, as ligações realizadas entre computadores e telefones, utilizam ambas as redes (rede de dados e telefonia convencional – PSTN e telefonia móvel) para realizar essa integração. Dependendo do tipo de ligação que se deseja realizar, um caminho diferente será tomado, entre computadores – rede de dados; entre telefones e computadores – rede de dados associado a rede telefônica.

10 – Quais são as semelhanças e diferenças entre as tecnologias WI-FI e 3G de acesso sem fio à Internet? Quais são as taxas de bits dos dois serviços? Quais são os custos? Discuta roaming de acesso de qualquer lugar.

A ideia principal de ambas as tecnologias é conectar um determinado dispositivo à Internet por meio de uma conexão sem fios. O Wi-Fi possibilita o acesso à Internet dentro de um espaço bastante abrangente, utilizando de antenas que amplificam o sinal. De modo genérico, trata-se de uma rede local que usa ondas de rádio (normalmente nas frequências de 2,4 GHz e 5 GHz) para fazer uma conexão Internet ou entre uma rede. Muitas vezes referenciada com WLAN. Atualmente as taxas de transmissão dessa tecnologia variam entre 54Mbps até 300 Mbps e com um alcance máximo variando entre 50 metros e 100 metros. A tecnologia 3G trata-se de uma rede de internet móvel. O alcance de acesso da rede 3G é muito superior as redes WI-FI, o sinal 3G está associado ao sinal da operadora, ou seja, onde há sinal da operadora contratada, normalmente a rede de dados estará disponível. Tal tecnologia opera entre as faixas de 850, 1900 e 2100 MHz, com uma velocidade média de 1Mbps. A comunicação entre as torres 3G são feitas por meio de ondas de rádio. Os custos na utilização de redes 3G varia de operadora para operadora contratada. Quando um dispositivo deixa sua rede original (onde iniciou a conexão) e passa para outra rede, ocorre um roaming de conectividade. É muito comum observar a utilização de roaming quando o usuário de uma determinada localidade se desloca para outras regiões ou até mesmo para fora de seu país de origem. Normalmente para se utilizar os serviços (dados e/ou telefonia) será acrescida uma taxa pela utilização do roaming.

Lista de Exercícios de Fixação: Capítulo 2 4 – Em uma aplicação de compartilhamento de arquivos P2P, você concorda com a afirmação “não existe nenhuma noção de lados de cliente e servidor de uma sessão de

comunicação”? Por quê? Não. Em um sistema de compartilhamento P2P tem-se clientes e servidores. Normalmente em uma sessão de comunicação, um determinado computador exerce a função de servidor (compartilhando o arquivo) enquanto existem cliente(s) conectado(s) (recebendo o arquivo), ou seja, os papéis são bem definidos. Entretanto, em uma mesma sessão, um determinado host pode exercer ao mesmo tempo a função de cliente e servidor. 5 – Que informação é usada por um processo que está rodando em um hospedeiro para identificar um processo que está rodando em outro hospedeiro O endereço IP do host de destino e o número da porta do socket do destino.

7 – Com referência à Figura 2.4, vemos que nenhuma das aplicações relacionadas nela requer “sem perda de dados” e “temporização”. Você consegue imaginar uma aplicação que requeira “sem perda de dados” e seja também altamente sensível ao atraso? Segundo a Figura 2.4, as Mensagens instantâneas. 12 – Considere um site de comércio eletrônico que quer manter um registro de compras para cada um de seus clientes. Descreva como isso pode ser feito com cookies. Primeiramente os cookies do navegador devem estar habilitados, no primeiro acesso ao site por parte do usuário, toda a navegação será armazenada nos cookies do navegador. Por exemplo, caso o usuário se interesse por algo e clique em comprar, esta ação será armazenada no cookie com o id referente. O navegador irá gerenciar os cookies a cada visita no site, deste modo toda vez que este usuário (browser) entrar no site em questão, as preferências, compras, e outras características serão carregadas, identificando qual usuário está presente em seu sítio. 23 – De que modo a aplicação mensagem instantânea é um híbrido das arquiteturas cliente-servidor e P2P? Pelos seguinte motivos: 1 – Para que a comunicação ocorra é necessário um catálogo de endereços (contatos) para que essa comunicação aconteça. Esse catálogo será provido por um servidor (arquitetura cliente-servidor), ou seja, é necessário realizar um processo de autenticação. 2 – Posteriormente a autenticação, o catálogo de endereço estará disponível, desse ponto em diante a comunicação (troca de mensagens) entre os contatos ocorrerá de forma direta, como na arquitetura P2P. Lista de Dissertativa: Capítulo 2 12 – Como o Skype provê um serviço PC para telefone a vários países de destino?

Por meio da integração da rede de dados com a telefonia convencional (PSTN) e telefonia móvel, sob contratos de interconexão com as operadoras locais, de longa distância e celulares, utilizando como gateway, provedores proprietários de telefonia IP para comunicação entre operadoras. Os serviços que disponibilizam tais recursos são conhecidos como SkypeOut e SkypeIn, que permite através de créditos adquiridos realizar ligações para qualquer lugar do mundo. Quando estes recursos s~ao utilizados, a comunicação necessariamente passa através de servidores localizados em vários países e áreas de discagem.