Telecomunicazioni (Ing. Gest., canale M-Z) Esercizi per gruppi di lavoro - 4 ARQ e livello di rete

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Gabriella Mauro
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1 Telecomunicazioni (Ing. Gest., canale M-Z) Esercizi per gruppi di lavoro - 4 ARQ e livello di rete GRUPPO: 17 Maggio Esercizio Si consideri un protocollo ARQ di tipo Go-Back-N. Le PDU sono numerate usando 2 bit. Ogni PDU contiene un bit R posto a 0 per le nuove PDU, ad 1 per le PDU ritrasmesse. Il tempo che intercorre tra l invio di una PDU e la ricezione del relativo riscontro è variabile da PDU a PDU (RTT variabile). (a) Quant è il modulo di numerazione e qual ìl valore massimo della dimensione della finestra in trasmissione, W max? (b) Ponendo la finestra in trasmissione uguale a W max, descrivere mediante un diagramma spazio-tempo una sequenza di eventi nella quale la scadenza prematura di un timer provoca un errore protocollare (il sender assume erroneamente che una PDU andata persa sia stata consegnata con successo). Indicare chiaramente nel diagramma il numero di sequenza delle PDU trasmesse, se si tratta di nuove PDU (R=0) o di ritrasmissioni (R=1), le azioni e lo stato del ricevitore. Minore il numero di eventi descritti (incluso il timer prematuro), migliore la risposta. (a) Con 2 bit il modulo di numerazione è 4. Il corrispondente valore di W max è 3. (b) Si veda il diagramma sotto-stante. In sostanza, l anticipo dello scadere del timer, disallinea i riscontri inviati dal ricevente rispetto alle PDU dati. La seconda PDU con numero di sequenza 0 è ritenuta ricevuta con successo nonostante sia andata persa a causa del riscontro della ritrasmissione della precedente PDU 0. 1

2 0- R0 1- R0 2- R0 acce-a e riscontra 0- R0 acce-a e riscontra 1- R0 acce-a e riscontra 2- R0 0,1,2- R1 3- R0 0- R0 1- R0 Scade il 6mer di 0- R0 riscontra 0- R1 e cancella da6 duplica6 Interpretato come ACK dell ul6ma PDU 0- R0 inviata X 2 Esercizio In una rete WiFi l Access Point (AP) integrato nel router WiFi (RW) invia periodicamente MAC PDU denominate beacon. I beacon annunciano la presenza dell AP, fornendo l identificativo della rete WiFi (SSID) e l indirizzo MAC dell AP. La rete WiFi è privata (fa uso quindi di indirizzi IP privati) ed è connessa con il resto di Internet attraverso il router RW, che svolge anche la funzione NAT. Su RW è attivo anche un server DHCP. Arrivando sotto la copertura della WiFi all istante t 0, un utente attiva l interfaccia WiFi del suo terminale TE (supponendo che ogni altra eventuale interfaccia di rete di TE sia disattivata). Quindi l utente lancia l applicazione Skype. (a) Descrivete schematicamente e sinteticamente la sequenza di eventi che si svolgono a partire da t 0 e che mettono TE in condizione di ricevere una chiamata entrante su Skype, proveniente dall esterno della rete privata. In particolare, evidenziare le fasi di attuazione del DHCP e le operazioni che coinvolgono la tabella NAT in RW. 2

3 1. All attivazione dell interfaccia WiFi, TE scansiona i canali stardard di WiFi mettendosi in ascolto per captare messaggi beacon. 2. Ricevendo il beacon dall AP, TE si associa (autenticandosi) con l AP. 3. A questo punto TE deve richiedere un indirizzo IP. Allo scopo crea il messaggio DHCP DISCOVER, lo inserisce in un pacchetto IP con IP sorgente e IP destinazione e invia il pacchetto in una trama MAC broadcast. 4. RW riceve il messaggio DHCP DISCOVER e replica con un messaggio DHCP OFFER, inserito in un pacchetto IP con IP sorgente uguale all indirizzo IP di RW sulla rete privata, IP destinazione , e invia il pacchetto in una trama MAC broadcast. 5. TE riceve il messaggio DHCP OFFER e replica con un messaggio DHCP RE- QUEST, sempre inserito in un pacchetto IP con IP sorgente e IP destinazione , e invia il pacchetto in una trama MAC broadcast. 6. RW chiude la procedure inviando il messaggio DHCP ACK. A questo punto TE ha un indirizzo IP (compresa la maschera di sottorete), conosce l indirizzo del router di default (RW) e l indirizzo del DNS server. 7. Avendo aperto Skype, TE deve inviare un messaggio di livello applicativo per registrarsi sul server esterno di Skype S. A questo scopo TE deve aprire una connessione TCP. Per far questo invia un pacchetto IP a S, contenente il TCP SYN. 8. Il pacchetto inviato da TE al server Skype S induce RW a inserire una nuova riga nella sua tabella NAT. La riga contiene l indirizzo IP di TE, il numer di porta sorgente del client Skype in TE, l indirizzo IP di RW su rete pubblica e un numero di porta fittizio che serve al NAT di RW per riconoscere i pacchetti in arrivo dalla rete esterna e diretti al client Skype di TE. 9. Instaurata la connessione TCP e inviata la registrazione a S, TE deve mantenere in vita sia la registrazione sia la riga della tabella NAT (entrambe verrebbero cancellate in assenza di segni di attività del client Skype e di TE, rispettivamente.) 10. TE quindi invia periodicamente un messaggio di keep-alive al server esterno Skype. Il pacchetto IP che contiene questo messaggio e che transita attraverso RW forza il NAT a mantenere la riga che ha inserito inizialmente. 3 Esercizio Si consideri un router con tabella di instradamento come riportato in Tab. 1. Gli indirizzi IP del router sulle sue tre interfacce sono /16 (eth0), /24 (eth1), /24 (eth2). Descrivere sinteticamente cosa fa il router in seguito alla ricezione dei pacchetti elencati nel seguito. (a) Riceve un pacchetto con IP sorgente e IP destinazione (b) riceve un pacchetto con IP sorgente e IP destinazione (c) riceve un pacchetto con IP sorgente e IP destinazione (d) riceve un pacchetto con IP sorgente e IP destinazione (e) riceve un pacchetto con IP sorgente e IP destinazione

4 (f) riceve un pacchetto con IP sorgente e IP destinazione (g) riceve un pacchetto con IP sorgente e IP destinazione Si consideri ora un generalized packet switch SW di una rete SDN. Sl compili la Tab. 2 codificando le seguenti specifiche e tenendo conto che l ordine di priorità corrisponde all ordine di apparizione delle regole (la regola più in alto nella tabella ha la massima priorità.) I pacchetti entranti, destinati alla sotto-rete /16 devono essere inoltrati sulla porta A; I pacchetti entranti, destinati alla sotto-rete /24, con numero di porta destinazione 80, devono essere inoltrati sulla porta B; I pacchetti provenienti da /16 e destinati alla sotto-rete /24 devono essere scartati. Che succede ad un pacchetto con indirizzo IP sorgente , indirizzo IP destinazione e porta di destinazione 80? DESTINATION ADDRESS EXIT PORT **** ******** eth * ******** eth ** ******** eth ******** eth1 Table 1: GENERALIZED RULE ACTION Table 2: 4

5 (a) Il pacchetto è destinato al router che quindi non lo inoltra, ne preleva il contenuto e lo elabora secondo la pila dei protocolli. (b) L indirizzo di destinazione fa match con la riga 2. Il pacchetto è quindi inoltrato sulla porta eth0 (c) L indirizzo di destinazione non fa match con alcuna riga, né corrisponde ad alcuna delle sotto-reti direttamente connesse al router. Poiché non c è una riga Otherwise, il pacchetto è scartato e il router invia un messaggio ICMP all indirizzo , notificando l evento di scarto del pacchetto con motivazione Destination Unknown. (d) L indirizzo di destinazione fa match con la riga 1 e con la riga 4 della tabella. Si preferisce la riga 4 perché più specifica. Il pacchetto è quindi inoltrato sulla porta eth1 (e) L indirizzo di destinazione non fa match con alcuna riga, né corrisponde ad alcuna delle sotto-reti direttamente connesse al router. Poiché non c è una riga Otherwise, il pacchetto è scartato e il router invia un messaggio ICMP all indirizzo , notificando l evento di scarto del pacchetto con motivazione Destination Unknown. (f) L indirizzo di destinazione fa match con la riga 3. Il pacchetto è quindi inoltrato sulla porta eth0 (g) L indirizzo di destinazione appartiene ad una delle sotto-reti direttamente connesse al router, in particolare a quella corrispondente alla porta eth1. Il router inoltra quindi direttamente il pacchetto sulla porta di uscita eth1, senza necessitá di consultare la tabella di inoltro. La tabella di inoltro di SW nel caso SDN è riportata qui sotto. Si noti che l azione di drop deve prevalere su ogni altra, nel senso che se un pacchetto corrispondesse a pi regole, tra le cui azioni fosse prevista un azione di drop, quest ultima azione sarebbe quella da scegliere. La regola più specifica è posta per prima, quella più generale per ultima. Il pacchetto con indirizzo IP sorgente , indirizzo IP destinazione e porta di destinazione 80 è inoltrato sulla porta A. GENERALIZED RULE SRC-ADDR DST-ADDR D-PORT ACTION *.* * * drop *.*.*.* * 80 forward(b) *.*.*.* *.* * forward(a) 5

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