Capítulo 1: Questões de Revisão

1. Capítulo 1: Questões de Revisão 1: Questões de Revisão

2. Seções 1.1-1.4 • 1. Quais são os dois tipos de serviços que a Internet provê para as suas aplicações? Apresente algumas características de cada um destes serviços. • 2. Foi dito que controle de fluxo e controle de congestionamento são equivalentes. Isto é verdade para o serviço orientado a conexões da Internet? Os objetivos do controle de fluxo e do controle de congestionamento são os mesmos? • 3. Descreva brevemente como o serviço orientado a conexões da Internet provê um transporte confiável. 1: Questões de Revisão

3. Seções 1.1-1.4 • 4. Quais são as vantagens de uma rede comutada por circuitos em relação a uma rede comutada por pacotes? Quais as vantagens do TDM sobre o FDM numa rede comutada por circuitos? 1: Questões de Revisão

4. Seções 1.1-1.4 • 5. Suponha que entre um host transmissor e um host receptor haja exatamente um comutador de pacotes. As taxas de transmissão entre o host transmissor e o comutador e entre o comutador e o host receptor são, respectivamente, R1 e R2. Assumindo que o roteador utiliza comutação de pacotes do tipo armazena e retransmite (store-and-forward), qual é o atraso fim a fim para enviar um pacote de comprimento L? (Ignore os atrasos de enfileiramento, propagação e de processamento). 1: Questões de Revisão

5. Seções 1.1-1.4 • 6. Quais são algumas das tecnologias de rede que utilizam circuitos virtuais? (Encontre boas URLs que discutam e expliquem estas tecnologias). • 7. O que entendemos por informação de estado da conexão numa rede de circuitos virtuais? • 8. Suponha que você está desenvolvendo um padrão para um novo tipo de rede. Você deve decidir se a sua rede vai usar roteamento de CVs (circuitos virtuais) ou de datagramas. Quais são os prós e contras de utilizar CVs? 1: Questões de Revisão

6. Seções 1.5-1.7 • 9. A largura de banda de um sistema HFC é dedicada ou compartilhada entre os seus usuários? É possível haver colisões num canal HFC downstream (da raiz da árvore de distribuição até as residências)? Por que ou por que não? • 10. Qual é a taxa de transmissão de LANs Ethernet? Para uma dada taxa de transmissão, cada usuário da LAN pode transmitir continuamente a esta taxa? • 11. Quais são alguns dos meios físicos sobre os quais o Ethernet pode funcionar? 1: Questões de Revisão

7. Seções 1.5-1.7 • 12. Modems discados, RDSI, HFC e ADSL são todos utilizados para acesso residencial. Para cada uma destas tecnologias de acesso, forneça uma faixa de taxas de transmissão e comente se a largura de banda é compartilhada ou dedicada. • 13. Considere a transmissão de uma série de pacotes de um host transmissor a um host receptor através de uma rota fixa. Liste as componentes do atraso no atraso fim-a-fim para um dado pacote. Quais destes atrasos são constantes e quais são variáveis? 1: Questões de Revisão

8. Seções 1.5-1.7 • 14. Revise a analogia da caravana de carros da Seção 1.6. Assuma de novo que a velocidade de propagação seja de 100 km/hora. • a. Suponha que a caravana percorre 200 km, começando diante do primeiro pedágio, passando através de um segundo pedágio e terminando imediatamente antes de chegar no terceiro pedágio. Qual é o atraso fim-a-fim? • b. Repita o item (a) assumindo agora que ao invés de dez carros, temos apenas sete. • 15. Liste cinco tarefas que uma camada pode efetuar. É possível que uma (ou mais) destas tarefas seja(m) efetuadas por duas (ou mais) camadas? 1: Questões de Revisão

9. Seções 1.5-1.7 • 16. Quais são as cinco camadas da pilha de protocolos da Internet? Quais são as principais responsabilidades de cada uma destas camadas? • 17. Que camadas da pilha de protocolos da Internet são processadas pelo roteador? 1: Questões de Revisão

10. Problemas 1: Questões de Revisão

11. Problema 1 • Projete e descreva um protocolo de camada de aplicação a ser usado entre uma máquina de caixa automático e o computador central de um banco. O seu protocolo deve permitir que o cartão e a senha de um usuário seja verificado, que o saldo da conta (mantido no computador central) seja consultado e que sejam efetuados saques. As suas entidades de protocolos devem ser capazes de lidar com o caso bastante comum de que a conta não tenha saldo suficiente para cobrir o saque. • Especifique o seu protocolo listando as mensagens que são trocadas e as ações tomadas pelos caixas eletrônicos ou pelo computador central ao transmitir e receber mensagens. 1: Questões de Revisão

12. Problema 1 (cont.) • Rascunhe a operação do seu protocolo para o caso de um saque simples sem erros usando um diagrama de tempo semelhante ao da Figura 1.2. • Explicite quais são as hipóteses feitas pelo seu protocolo sobre o serviço de transporte fim-a-fim utilizado. 1: Questões de Revisão

13. Problema 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). Também quando esta aplicação inicia ela permanece ativa por um tempo relativamente longo. 1: Questões de Revisão

14. Problema 2 (cont.) • Responda às seguintes perguntas, justificando brevemente as suas respostas: • a) Que tipo de rede seria mais apropriada para esta aplicação: comutada por pacotes ou por circuitos? • b) Suponha que seja utilizada uma rede comutada por pacotes e que todo o tráfego nesta rede provenha de aplicações do tipo descrito acima. Além do mais asssuma que a soma da taxa de dados de todas as aplicações seja inferior às capacidades de cada um dos links. É necessário algum tipo de controle de congestionamento? Por que? 1: Questões de Revisão

15. Problema 3 • Considere a transmissão de um arquivo de F = M . L bits num caminho com Q links. Cada link transmite a R bps. A rede está levemente carregada de modo que não há atrasos de enfileiramento. Quando é utilizada uma forma de comutação de pacotes, os M . L bits são quebrados em M pacotes cada um com L bits. O atraso de propagação é desprezível. • a) Suponha que a rede seja uma rede de circuitos virtuais comutada por pacotes. Seja tso tempo de estabelecimento do circuito virtual. Suponha que as camadas de transmissão adicionem um total de h bits ao cabeçalho de cada pacote. Quanto tempo leva para transmitir o arquivo da fonte até o destino? 1: Questões de Revisão

16. Problema 3 (cont.) • b) Suponha que a rede seja uma rede comutada por pacotes tipo datagrama e seja usado um serviço não orientado a conexões. Agora suponha que cada pacote possua 2h bits no cabeçalho. Qual o retardo para transmitir todo o arquivo? • c) Repita o item (b) mas assuma que seja usada a comutação de mensagens (ou seja, são adicionados 2h bits à mensagem e esta não é fragmentada). • d) Finalmente suponha que a rede seja comutada por circuitos. Além do mais, assuma que a taxa de transmissão do circuito entre origem e destino seja de R bps. Assumindo que tsseja o tempo de estabelecimento da conexão e que h bits sejam adicionados a todo o arquivo, qual é o tempo necessário para transmitir o arquivo? 1: Questões de Revisão

17. Problema 4 • Experimente o applet Java de comutação de mensagens neste capítulo. Os atrasos do applet correspondem aos atrasos da questão anterior? • Como os atrasos de propagação dos enlaces afetam o atraso total fim-a-fim para a comutação de pacotes e para a comutação de mensagens? 1: Questões de Revisão

18. Problema 5 • Considere a transmissão de um arquivo longo de F bits do Host A para o Host B. Há dois enlaces (e um comutador) entre A e B, e os enlaces não estão congestionados (ou seja, não há atrasos de enfileiramento). O Host A segmenta o arquivo em segmentos de S bits cada e adiciona 40 bits de cabeçalho a cada segmento, formando pacotes de L = 40 + S bits. Cada enlace possui uma taxa de transmissão de R bps. Encontre o valor de S que minimiza o atraso de transferir o pacote do Host A para o Host B. Despreze o atraso de propagação. 1: Questões de Revisão

19. Problema 6 • Este problema elementar começa a explorar os atrasos de propagação e o de transmissão, dois conceitos centrais em redes de dados. Considere dois hosts, Host A e B, conectados por um único enlace de taxa R bps. Suponha que os dois hosts estejam separados por m metros e suponha que a velocidade de propagação ao longo do enlace seja de s metros/seg. O Host A deve transmitir um pacote de comprimento L bits até o Host B. • a) Expresse o atraso de propagação dprop em termos de m e s. • b) Determine o tempo de transmissão do pacote, dtrans em termos de L e R. 1: Questões de Revisão

20. Problema 6 (cont.) • c) Ignorando os retardos de propagação e de enfileiramento, obtenha uma expressão para o retardo fim-a-fim. • d) Suponha que o host A comece a transmitir o pacote no instante t=0. No instante t= dtrans, onde se encontra o último bit de um pacote? • e) Suponha que dprop seja maior do que dtrans. No instante t= dtrans, onde se encontra o primeiro bit do pacote? • f) Suponha que dprop seja menor do que dtrans. No instante t= dtrans, onde se encontra o primeiro bit do pacote? • g) Suponha que s = 2,5.108, L = 100 bits e R = 28 kbps. Encontre a distância m de modo que dprop seja igual a dtrans. 1: Questões de Revisão

21. Problema 7 • Neste problema consideramos a transmissão de voz do Host A para o Host B através de uma rede comutada por pacotes (por exemplo, telefone Internet). O Host A converte ao vivo, voz analógica Para um fluxo de bits digitais de 64-Kbps. O Host A então agrupa os bits em pacotes de 48 bytes. Há um enlace entre o host A e o host B; a sua taxa de transmissão é de 1 Mbps e o atraso de propagação de 2 mseg. Assim que o host A recebe o pacote, ele o retransmite para B. Assim que o host B receber um pacote completo ele converte os bits do pacote para um sinal analógico. Qual o tempo decorrido desde o instante em que o bit é criado (a partir do sinal analógico em A) até que o bit seja decodificado (como sendo parte do sinal analógico em B)? 1: Questões de Revisão

22. Problema 8 • Suponha que os usuários compartilham um enlace de 1 Mbps. Também assuma que cada usuário requer 100 Kbps quando estiver transmitindo mas cada usuário só transmita durante 10 por cento do tempo. • a) quando a comutação de circuitos for usada, quantos usuários poderão estar conectados? • b) Para o restante deste problema, suponha que seja utilizada a comutação de pacotes. Obtenha a probabilidade de que um dado usuário esteja transmitindo. • c) Suponha que haja 40 usuários. Encontre a probabilidade de que em qualquer instante, n usuários estejam transmitindo simultaneamente. 1: Questões de Revisão

23. Problema 8 (cont.) • d) Encontre a probabilidade de que haja 11 ou mais usuários transmitindo simultaneamente. 1: Questões de Revisão

24. Problema 9 • Considere o retardo de enfileiramento em um buffer de roteador (anterior ao enlace de saída). Suponha que todos os pacotes tenham L bits, a taxa de transmissão é de R bps e que N pacotes cheguem ao buffer a cada LN/R segundos. Encontre o atraso médio de enfileiramento de um pacote. 1: Questões de Revisão

25. Problema 10 • Considere o retardo de enfileiramento em um buffer de roteador. Seja I a intensidade de tráfego, ou seja, I = La/R. Suponha que o atraso de enfileiramento assuma a forma IL/R (I-1) para I < 1. • a) forneça uma fórmula para o atraso total, ou seja, o atraso de enfileiramento mais o atraso de transmissão. • b) plote o atraso total em função de L/R. 1: Questões de Revisão

26. Problema 11 • a) Generalize a fórmula do retardo fim-a-fim da Seção 1.6 para taxas de processamento, transmissão e propagação heterogêneas. • b) Repita (a), mas agora também assuma que haja um retardo médio de enfileiramento de dqueue em cada nó. 1: Questões de Revisão

27. Problema 12 • Execute o traceroute entre origem e destino no mesmo continente em três horas diferentes do dia. Encontre a média e o desvio padrão dos atrasos. Faça o mesmo para fontes e destinos em continentes diferentes. 1: Questões de Revisão