Lista de Exercícios Nº 3 1. Considere Considere a analogia analogia de transp transporte orte na Seção Seção 5.1.1 (Kurose (Kurose.. Se o passageiro passageiro ! an"logo an"logo ao datagra#a$ datagra#a$ o %ue %ue ! an"logo ao %uadro da ca#ada de enlace& O meio de transporte. Ex. carro, ônibus, trem, avião.
'. Se todos todos os enlaces da ntern nternet et )ornecesse# )ornecesse# ser*iço ser*iço con)i"*e con)i"*ell de entrega$ entrega$ o ser*iço con)i"* con)i"*el el de entrega entrega +C, seria redundante& -usti)i%ue sua resposta. Embora cada link garanta que datagramas IP enviados através do link serão recebidos na outra extremidade do link sem erros, não é garantido que datagramas IP chegarão ao destino inal na ordem correta. !om IP, datagramas na mesma conexão "!P pode assumir dierentes rotas na rede e, portanto, chegar ora de ordem. O "!P ainda seria necess#rio para garantir que o recebimento inal na aplica$ão tenha o luxo de b%tes na ordem correta. &lém disso, IP pode perder pacotes devido a loops de roteamento ou alhas de equipamento.
3. uais uais alguns alguns possí* possí*eis eis ser*iço ser*içoss %ue %ue u# protoc protocolo olo de ca#ada ca#ada de enlace enlace pode o)erecer o)erecer / ca#ada ca#ada de rede. uais desses ser*iços de ca#ada de enlace t0# ser*iços correspondentes no ,& E no +C,& 'uadros( 'uadros( h# também quadros quadros em IP e "!P) acesso ao enlace) entrega coni#vel( h# também a entrega coni#vel em "!P) controle de luxo( h# também o controle de luxo em "!P) detec$ão de erro( h# também a detec$ão de erros em IP e "!P) corre$ão de erros) ull duplex( "!P também é ull duplex.
. 20 u# exe#plo exe#plo (%ue não sea sea o da 4igura 5. #ostran #ostrando do %ue *eri)icaç6 *eri)icaç6es es de paridade paridade 7idi#ensio 7idi#ensional nal pode# pode# corrigir e detectar u# erro de 7it 8nico. 20 u# outro exe#plo #ostrando u# erro de 7it duplo %ue pode ser detectado$ #as não corrigido. *uponha que n+s come$amos com a matri de paridade inicial bidimensional(
0000|0 1111|0 0101|0
1 0 1 0 |0 0 0 0 0 |0 !om um erro de bit na linha -, coluna , a paridade da linha - e coluna est# errada.
0000|0 1101|1 0101|0
1010|0 0010|1 &gora, suponha suponha que h# um erro de bit na linha -, coluna - e coluna . & paridade paridade da linha - est# correta/ & paridade paridade das colunas - e estão erradas, mas não podemos detectar em quais linhas o erro ocorreu/
0000|0 1001|0 0101|0
1010|0 0110|0 O exemplo acima mostra que um erro de bit duplo pode ser detectada 0se não corrigido1.
5. Supon9a Supon9a %ue a porção porção de in)or#ação in)or#ação de u# pacote pacote conten9a conten9a 1: ;
a.
= representação =SC das letras = a - (letras #ai8sculas. 23222223 23223232
23222232
23222223 23222232 423222233 23222322 32222322 32222322 32222332 32222332 42322232 232 22323 3 23222332 232 22332 33223223 33223322 423222333 23223222 32 322232223 222323225
23222233
23222322
23222323
23222332
23222333
23223222
23223223
22232223 22232322 423223223 23223232 2323323 23233232 2 23233 23233332 !omplemento de 3( 32322323 32322223 5o 3 a mais é descartado
7. = represe representação ntação =SC =SC das letras letras a a (letras (letras #in8scul #in8sculas. as. 23322223 23323232
23322232
23322233
23322322
23322323
23322332
23322333
23323222
23323223
23322223 23322232 423322233 23322322 33222322 33222332 423322323 23322332 322323232 223233225 423322333 23323222 32232223 32232322
32232223 32232322 423323223 23323232 33333232 33333333 !omplemento de 3( 22222323 22222222 5o 3 a mais é descartado
. Considere o gerador > ? 1::11 e supon9a %ue 2 ten9a os *alores a7aixo. ual ! o *alor de @& a. 1::1:::1:1
7. 1:1:::1111
c. :1:1:1:1:1
A. Supon9a %ue a porção de in)or#ação de u# pacote conten9a 1: ;
23323223
23223322 23323223 423323332 23323233 32333232 33232322 422322222 23223322 33233233 22322222 423322223 23333223 322333322 322332235 423322323 23332232 32322232 22223233
23323332
23323233
22322222
23223322
23322223
23333223
23322323
!omplemento de 3( 23233323 33332322 5descarta o primeiro 3
. Supon9a %ue dois nDs co#ece# a trans#itir ao #es#o te#po u# pacote de co#pri#ento L por u# canal broadcast de *elocidade @. 2enote o atraso de propagação entre os dois nDs co#o t prop. a*er" u#a colisão se tprop F LG@& ,or %u0& 6aver# uma colisão no sentido de que, enquanto um n+ est# a transmitir vai come$ar a receber um pacote a partir do outro n+.
H. 2escre*a os protocolos de polling e de passage# de per#issão usando a analogia co# as interaç6es ocorridas e# u# co%uetel. 7a polling, um l8der de discussão permite que apenas um participante ale de cada ve, com cada participante tendo a chance de alar de uma orma round9robin. Para "oken :ing, não h# um l8der de discussão, mas não h# vidro de vinho que os participantes se reveam segurando. ;m participante s+ é permitido alar se o participante est# segurando o copo de vinho.
1:. ue ta#an9o te# o espaço de endereço I=C& E o espaço de endereço ,*& E o espaço de endereço ,*& Endere$o <&!( -=>? endere$o IPv>(-=endere$o IPv@(-=3-?
11. Supon9a %ue cada u# dos nDs =$ ; e C estea ligado / #es#a L=N broadcast (por #eio de seus adaptadores. Se = en*iar #il9ares de datagra#as , a ; co# %uadro de encapsula#ento endereçado ao endereço I=C de ;$ o adaptador de C processar" esses %uadros& Se processar$ ele passar" os datagra#as , desses %uadros para C& J %ue #udaria e# suas respostas se = en*iasse %uadros co# endereço I=C de broadcast & &daptador de ! ir# processar os quadros, mas o adaptador não ir# passar os datagramas até a pilha de protocolos. *e o endere$o de broadcast A&7 or usado, então o adaptador de ! ir# processar os quadros e passar os datagramas até a pilha de protocolos.
1'. ,or %ue u#a pes%uisa =@, ! en*iada dentro de u# %uadro broadcast & ,or %ue u#a resposta =@, ! en*iada dentro de u# %uadro co# u# endereço I=C de destino especí)ico&
;ma consulta &:P é enviada em um quadro de broadcast porque o host que consulta não sabe o endere$o <&! que corresponde ao endere$o IP em questão. Para a resposta, o n+ de envio sabe o endere$o <&! para onde a resposta deve ser enviada, por isso, não h# necessidade de enviar um quadro de transmissão 0o que teria de ser processada por todos os outros n+s na A&71.
13. Na rede da 4igura 5.1H$ o roteador te# dois #Ddulos =@,$ cada u# co# sua prDpria ta7ela =@,. possí*el %ue o #es#o endereço I=C apareça e# a#7as as ta7elas& 7ão é poss8vel. !ada A&7 tem seu pr+prio conBunto distinto de adaptadores ligados a ele, onde cada adaptador tem um endere$o <&! Cnico.
1. Considere tr0s L=Ns interconectadas por dois roteadores$ co#o #ostrado na 4igura 5.3.
4igura 5.3 3 su7Mredes$ interconectadas por roteadores a. =tri7ua endereços a todas as inter)aces. ,ara a Su7Mrede 1$ use endereços do tipo 1H'.1.1.xxx para a Su7M rede '$ use endereços do tipo 1H'.1.'.xxx$ e para a Su7Mrede 3 use endereços do tipo 1H'.1.3.xxx. 7. =tri7ua endereços de I=C a todos os adaptadores.
=e;
c. Considere o en*io de u# datagra#a , do 9ospedeiro E ao 9ospedeiro ;. Supon9a %ue todas as ta7elas =@, estea# atualiOadas. Enu#ere todas as etapas co#o )oi )eito no exe#plo de u# 8nico roteador na Seção 5..'. 0i1
E 9D :IPo( 3-.3@?..IPd( 3-.3@?.3. <&!o( EE(EE(EE(EE(EE(EE <&Fd( 33(33(33(33(33(33
0ii1
:- 9D :3 IPo( 3-.3@?..IPd( 3-.3@?.3. <&!o( 33(33(33(22(22(22 <&Fd( 22(22(22(33(33(33
0iii1
:3 9D G IPo( 3-.3@?..IPd( 3-.3@?.3. <&!o( 22(22(22(22(22(22 <&Fd( GG(GG(GG(GG(GG(GG
d.
@epita (c$ ad#itindo agora %ue a ta7ela =@, do 9ospedeiro re#etente estea *aOia (e %ue as outras ta7elas estea# atualiOadas. 0i1 E 9D G:O&F!&*" &:P( 3-.3@?..3 <&!o( EE(EE(EE(EE(EE(EE <&Fd( HH(HH(HH(HH(HH(HH 0ii1 :- 9D E <&!o( 33(33(33(33(33(33 <&Fd( EE(EE(EE(EE(EE(EE 0iii1 E 9D :IPo( 3-.3@?..IPd( 3-.3@?.3. <&!o( EE(EE(EE(EE(EE(EE <&Fd( 33(33(33(33(33(33
0iv1 :- 9D :3 IPo( 3-.3@?..IPd( 3-.3@?.3. <&!o( 33(33(33(22(22(22 <&Fd( 22(22(22(33(33(33 0v1 :3 9D G IPo( 3-.3@?..IPd( 3-.3@?.3. <&!o( 22(22(22(22(22(22 <&Fd( GG(GG(GG(GG(GG(GG
15. Considere a 4igura 5.3. =gora su7stituí#os o roteador entre as su7Mredes 1 e ' pelo co#utador S1$ e eti%ueta#os o roteador entre as su7Mredes ' e 3 co#o @1.
a. Considere o en*io de u# datagra#a , do ospedeiro E ao ospedeiro 4. J ospedeiro E pedir" auda ao roteador @1 para en*iar o datagra#a& ,or %u0& No %uadro Et9ernet %ue cont!# o datagra#a ,$ %uais são os endereços de orige# e destino , e I=C& 7ão. E pode veriicar o preixo sub9rede do endere$o IP do host de H, e então aprender que H a parte da mesma A&7. &ssim, E não vai enviar o pacote para o roteador padrão :3. 'uadro Ethernet de E para H( Endere$o IP de origem( E Endere$o IP de destino( H Endere$o <&! de Origem( E Endere$o <&! de destino( H
7.
Supon9a %ue E gostaria de en*iar u# datagra#a , a ;$ e %ue o cac9e =@, de E não ten9a o endereço I=C de ;. E preparar" u#a consulta =@, para desco7rir o endereço I=C de ;& ,or %u0& No %uadro Et9ernet (%ue cont!# o datagra#a , destinado a ; %ue ! entregue ao roteador @1$ %uais são os endereços de orige# e destino , e I=C& 7ão, porque eles não estão na mesma A&7. E pode descobrir isso através da veriica$ão IP de G. 'uadro Ethernet de E para :3( Endere$o IP de origem( E Endere$o IP de destino( G Endere$o <&! de Origem( E Endere$o <&! de destino( O endere$o <&! da interace de :3 que liga a sub9rede .
c.
Supon9a %ue o ospedeiro = gostaria de en*iar u# datagra#a , ao ospedeiro ;$ e ne# o cac9e =@, de = cont!# o endereço I=C de ;$ ne# o cac9e =@, de ; cont!# o endereço I=C de =. Supon9a ta#7!# %ue a ta7ela de enca#in9a#ento do co#utador S1 conten9a entradas so#ente para o ospedeiro ; e para o roteador @1. 2essa )or#a$ = trans#itir" u#a #ensage# de re%uisição =@,. ue aç6es o co#utador S1 to#ar" %uando rece7er a #ensage# de re%uisição =@,& J roteador @1 ta#7!# rece7er" a #ensage# de re%uisição =@,& Se si#$ @1 enca#in9ar" a #ensage# para a Su7Mrede 3& =ssi# %ue o ospedeiro ; rece7er essa #ensage# de re%uisição =@,$ ele en*iar" a #ensage# de *olta ao ospedeiro =. Ias en*iar" u#a #ensage# =@, de consulta para o endereço I=C de =& ,or %u0& J %ue o co#utador S1 )ar" %uando rece7er a #ensage# de resposta =@, do ospedeiro ;& O comutador *3 vai transmitir o quadro de consulta &:P 0broadcast1 por todas as suas interaces. 'uando recebe o quadro de &, o comutador aprende o locar do emissor 0descobre que & reside na sub9rede 3, que est# ligado a *3 na interace de liga$ão com a sub9rede 31. O comutador *3 atualiar# sua tabela de repasse para incluir uma entrada para o 6ost &. *im, o roteador :3 também recebe a consulta &:P, mas :3 não ir# encaminhara a mensagem a sub9rede . G não enviar# uma consulta &:P pedindo o endere$o <&! de &, visto que este endere$o oi obtido a partir da consulta &:P enviada por &. 'uando o comutador *3 receber a resposta de G, ele ir# adicionar uma entrada para o host G na sua tabela de repasse, e em seguida, descartara a mensagem, devido ao seu mecanismo de iltragem.
1. Considere o pro7le#a anterior$ #as supon9a %ue o roteador entre as su7Mredes ' e 3 ! su7stituído por u# co#utador (S'. @esponda /s %uest6es de (a a (c do exercício anterior nesse no*o contexto. a. 7ão. E pode veriicar o preixo sub9rede do endere$o IP do host de H, e então aprender que H a parte da mesma A&7. &ssim, E não vai enviar o pacote para *-. 'uadro Ethernet de E para H( Endere$o IP de origem( E Endere$o IP de destino( H
Endere$o <&! de Origem( E Endere$o <&! de destino( H
7. *im, porque E gostaria de encontrar o endere$o <&! de G. 7este caso, E vai enviar uma consulta &:P com endere$o <&! de destino sendo o endere$o de broadcast. Este pacote de consulta ser# retransmitido pelo comutador *3 e, eventualmente, recebido pelo 6ost G. 'uadro Ethernet de E para *-( Endere$o IP de origem do IP E Endere$o IP de destino do IP G Endere$o <&! de Origem( E Endere$o <&! de destino( HH9HH9HH9HH9HH9HH.
c. O comutador *3 vai transmitir o quadro de consulta &:P 0broadcast1 por todas as suas interaces. 'uando recebe o quadro de &, o comutador aprende o locar do emissor 0descobre que & reside na sub9rede 3, que est# ligado a *3 na interace de liga$ão com a sub9rede 31. O comutador *3 atualiar# sua tabela de repasse para incluir uma entrada para o 6ost &. *im, o comutador *- também recebe esta mensagem de solicita$ão &:P, e ir# transmitir esta consulta para todas as suas interaces. G não enviar# uma consulta &:P pedindo o endere$o <&! de &, visto que este endere$o oi obtido a partir da consulta &:P enviada por &. 'uando o comutador *3 receber a resposta de G, ele ir# adicionar uma entrada para o host G na sua tabela de repasse, e em seguida, envia o quadro recebido para o destino no host & eu est# na mesma A&7.
1A. Co#pare as estruturas de %uadro das redes Et9ernet 1:;ase+$ 1::;ase+ e >iga7it Et9ernet. uais as di)erenças entre elas& &s trJs possuem a mesma estrutura de quadro. & dieren$a entre elas est# na velocidade.
1. Considere a 4igura 5.' (Kurose. uantas su7Mredes existe#$ e# relação ao acesso da Seção .& - redes 0a sub9rede interna e a internet0externa11.
1H. ual o n8#ero #"xi#o de PL=Ns %ue pode# ser con)iguradas e# u# co#utador %ue suporta o protocolo :'.1& ,or %u0& O quadro KA&7 ?2-.3' possui um identiicador de KA&7 de 3- bits. &ssim, -=3- >2@ KA&7s que podem ser suportada.
':. Le#7reMse de %ue$ co# o protocolo CSI=GC2$ o adaptador espera K. 51' te#pos de 7its apDs u#a colisão$ onde K ! escol9ido aleatoria#ente. ,ara K ? 1::$ %uanto te#po o adaptador espera at! *oltar / etapa ' para u#a Et9ernet de 1: I7ps& E para u#a Et9ernet de 1:: I7ps&
'1. Pa#os considerar a operação de aprendiOage# do co#utador no contexto da 4igura 5.' (Kurose. Supon9a
%ue (i ; en*ia u# %uadro a E$ (ii E responde co# u# %uadro a ;$ (iii = en*ia u# %uadro a ;$ (i* ; responde co# u# %uadro a =. = ta7ela do co#utador est" inicial#ente *aOia. 2e#onstre o estado da ta7ela do co#utador antes e depois de cada u# desses e*entos. ,ara cada u# dos e*entos$ identi)i%ue os enlaces e# %ue o %uadro trans#itido ser" enca#in9ado$ e 7re*e#ente usti)i%ue suas respostas.
=ção
Co#utador
i
&p+s receber quadro, aprende local do emissor G e registra par emissorLlocal na tabela de comuta$ão
ii iii i*
&p+s receber quadro, aprende local do emissor E e registra par emissorLlocal na tabela de comuta$ão &p+s receber quadro, aprende local do emissor & e registra par emissorLlocal na tabela de comuta$ão "abela B# possui esses endere$os
Enlaces Enca#in9ado
-usti)icati*a
&, !, F, E, H
Festino do quadro desconhecido( comutador imunda a rede
G
Festino G conhecido( envio seletivo
G
Festino G conhecido( envio seletivo
&
Festino & conhecido( envio seletivo
''. Considere o 8nico co#utador PL=N da 4igura 5.3: (Kurose$ e supon9a %ue u# roteador externo est" conectado as portas 3 e 11 do co#utador. =tri7ua endereços , aos 9ospedeiros EE e CC e /s inter)aces do roteador. @elacione /s etapas usadas e# a#7as as ca#adas de rede e de enlace para trans)erir o datagra#a , ao 9ospedeiro EE e ao 9ospedeiro CC.
Endereços , dos 9ospedeiros EE 3-.3@?.3.3, <&! 22(22(22(22(22(22 3-.3@?.3.-, <&! 33(33(33(33(33(33 333.333.3., <&! --(--(--(--(--(-<#scara de sub9rede( 3-.3@?.3L->
Endereços , dos 9ospedeiros CC 3-.3@?.-.3, <&! ((((( 3-.3@?.-.-, <&! >>(>>(>>(>>(>>(>> 3-.3@?.-., <&! MM(MM(MM(MM(MM(MM
I"scara de su7Mrede 1H'.1.'G' Endereços @oteador Interace EE 3-.3@?.3.-M>, <&! @@(@@(@@(22(22(22 Interace !! 3-.3@?.-.-M>, <&! @@(@@(@@(33(33(33
0i1 6ost EE 3-.3@?.3.3 9D :oteador IPo( 3-.3@?.3.3 IPd( 3-.3@?.-.3 <&!o( 22(22(22(22(22(22 <&Fd( @@(@@(@@(22(22(22
0ii1 :oteador 9D 6ost EE 3-.3@?.-.3 IPo( 3-.3@?.3.3 IPd( 3-.3@?.-.3 <&!o( @@(@@(@@(33(33(33 <&Fd( (((((
'3. Neste pro7le#a$ *oc0 untar" tudo %ue aprendeu so7re protocolos de nternet. Supon9a %ue *oc0 entre e# u#a sala$ conecteMse / Et9ernet e %uer )aOer o download de u#a p"gina Qe7. uais são etapas de protocolos utiliOadas$ desde ligar o co#putador at! rece7er a p"gina Qe7& Supon9a %ue não ten9a nada no seu 2NS ou no seu na*egador %uando *oc0 ligar seu co#putador. ndi%ue explicita#ente e# suas etapas co#o o7ter os endereços I=C e , de u# roteador de 7orda. O computador primeiro usa F6!P para obter um endere$o IP. O computador cria pela primeira ve um datagrama IP especial destinado a -MM.-MM.-MM.-MM na etapa de descoberta do servidor F6!P, e o coloca em um quadro Ethernet e o transmiti na Ethernet. Então, seguindo os passos do protocolo F6!P, o computador é capa de obter um endere$o IP com um determinado tempo de concessão. ;m servidor F6!P na Ethernet também d# ao computador o endere$o IP do roteador de primeiro salto, a m#scara de
sub9rede da sub9rede onde o computador reside, e o endere$o do servidor F7*. & tabela &:P do computador é inicialmente vaio, assim o computador usar# protocolo &:P para obter os endere$os <&! do roteador de primeiro salto, do servidor F7* local e assim poder realiar a consulta F7*. Primeiro computador ir# obter o endere$o IP da p#gina da Neb que vocJ gostaria de aer donload. *e o servidor F7* local não tiver o endere$o IP, o seu computador ir# utiliar F7* protocolo para localiar o endere$o IP da p#gina da Neb. ;ma ve que o computador tem o endere$o IP da p#gina da Neb, em seguida, ele ir# enviar uma solicita$ão 6""P, através do roteador de primeiro salto se a p#gina Neb não reside em um servidor Neb local. O
