Fondamenti di Reti di Telecomunicazioni Prof. Guido Maier prova finale 17 giugno 2009

Transcript

1 Cognome e nome: Matricola: (stampatello) (firma leggibile) Domanda * (svolgere su questo foglio, sul retro e sui seguenti) (6 punti) Due navi A e B si trovano alla distanza d = 3 km. Il transponder di identificazione di A, ricevendo il segnale radar da B, si attiva per fornire a B l identità e i dati di navigazione di A. Il transponder di B a sua volta si attiva per inviare ad A i necessari riscontri, essendo la comunicazione tra i due transponder controllata mediante un protocollo di livello datalink di tipo HDLC. Per inviare un insieme completo di informazioni, A deve trasferire a B un blocco di B = 48 byte. Si supponga che durante il trasferimento del blocco le due navi si possano considerare ferme. Le velocità di trasmissione sul canale da A a B e sul canale di ritorno da B ad A sono, rispettivamente, C AB = 8 Mbit/s, C BA = Mbit/s. Le caratteristiche del protocollo HDLC utilizzato come protocollo di linea per le trasmissioni sono le seguenti: dimensione fissa delle trame S: L a = 7 byte dimensione variabile delle trame I, che dipende della dimensione del pacchetto trasportato, fino ad una lunghezza massima di trama L fmax = 8 byte dei quali 7 byte rappresentano l'overhead di trama le trame informative utilizzate per trasferire da A a B il blocco B abbiano tutte lunghezza massima ad eccezione eventualmente dell'ultima tempo di elaborazione nelle stazioni A e B di una trama trascurabile. Se il protocollo è di tipo stop-and-wait, si calcoli in assenza di errori sul collegamento: ) il tempo di trasferimento T S&W del segmento di dati (dall inizio della trasmissione della prima trama I al termine della ricezione dell ultimo ACK); ) il throughput dati di utente effettivo della connessione A B THR S&W, misurato in [bit/s], e quanto questo vale in percentuale rispetto alla capacità del canale A B (efficienza η S&W ). Si consideri ora il protocollo di tipo go-back-n, con dimensione della finestra di trasmissione W s = 3 trame, finestra di ricezione, W r, di ampiezza pari a (specificare l ampiezza che si adotta normalmente per il GBN), numerazione trame a 3 bit, timeout T O =. s. Dopo aver rappresentato lo scambio di trame su di un diagramma temporale, indicando per ogni trama HDLC (sia da A a B che da B ad A) il tipo ed il relativo valore di N(R) o N(S), si calcolino, sempre in assenza di errori sul collegamento, i seguenti parametri: 3) il tempo di trasferimento T GBN del segmento di dati (dall inizio della trasmissione della prima trama I al termine della ricezione dell ultimo ACK); 4) il throughput dati effettivo THR GBN della connessione, misurato in [bit/s], e l efficienza η del collegamento A B; 5) con una diversa dimensione W s della finestra di trasmissione, sarebbe possibile, compatibilmente con questo protocollo, ridurre il tempo di trasferimento calcolato al punto 3)? Se sì, indicare il valore di W s e di quanto si riduce il tempo di trasferimento. Sempre con protocollo di tipo go-back-n, i canali A B e B A siano ora soggetti ad errori. In particolare, si consideri il caso in cui la sesta trama trasmessa da A vada persa e non venga ricevuta da B ed inoltre il riscontro sulla ritrasmissione della medesima sesta trama trasmesso da B ad A vada perso e non venga ricevuto da A. Rappresentare lo scambio di trame su di un diagramma temporale, indicando per ogni trama HDLC (sia da A a B che da B ad A) il tipo ed il relativo valore di N(R) o N(S);. Si calcoli 6) il tempo di trasferimento T GBN del segmento di dati (dall inizio della trasmissione della prima trama I al termine della ricezione dell ultimo ACK). * NOTA BENE: Per TUTTI GLI ESERCIZI si adotta il PUNTO (. ) come separatore delle cifre decimali. Non si usa separatore per le migliaia. Pag. /8

2 Spazio per risposta domanda Pag. /8

3 Cognome e nome: (stampatello) (firma leggibile) Matricola: Pag. 3/8

4 Domanda (3 punti) ) Si consideri due terminali T ed R collegati dalla rete in figura, costituita dal nodo A e dai link t ed a. t a T A R T è una sorgente continua di tipo ON-OFF deterministica. Ogni burst prodotto da T viene incapsulato da A come PDU in un pacchetto: si utilizza per questo un protocollo che richiede di aggiungere ai P byte di PDU H byte di overhead, con H/P = /5. Il nodo non inizia a trasmettere un pacchetto sull interfaccia di uscita prima che non lo abbia interamente ricevuto dall interfaccia di ingresso. Si considerino nulli i tempi di elaborazione. I link t è un collegamento in fibra ottica, con distanza L t = 36 m tra T e A. Il link a è anch esso in fibra di lunghezza L a = 8 m. Due burst consecutivi viaggiano sul link t distanziati di d = 4 m. Il trasmettitore in uscita dal nodo A è sempre attivo (A appare come una sorgente CBR) ed opera al rate P A =.6 Gbit/s. Il ritardo di trasferimento totale di un burst (intervallo tra emissione del primo bit in T e ricezione dell ultimo bit in R) è T TR = 4 ns. Al tempo t = T inizia ad emettere un burst (che non è il primo emesso dalla sorgente: la sorgente è attiva anche per t < ). a) Disegnare nel primo diagramma in alto (tra quelli riportati sotto) il profilo di emissione di T, scegliendo opportunamente le unità di misura sugli assi. Calcolare inoltre il ritmo di trasmissione medio A T. b) Disegnare nel secondo diagramma il profilo di emissione di A. Distinguere paylpoad e overhead nei pacchetti. Disegnare infine nel terzo diagramma il profilo di ricezione di R. Avvertenza: nei diagrammi rappresentare i profili completi (tutto ciò che si osserva) da t = a t = 3 unità assumendo che la sorgente abbia iniziato la sua attività da molto tempo (almeno da t = -3 unità); può capitare, quindi, di rappresentare profili che corrispondono a porzioni di pacchetto o burst. (3 punti) P x [.] T A R t [. ] Si intende per distanza tra due burst la distanza che separa i due impulsi che codificano, ad esempio, il primo bit di ciascun burst. Pag. 4/8

5 Cognome e nome: (stampatello) (firma leggibile) Matricola: ) Si consideri una rete LAN in cavo coassiale a cui le stazioni connesse hanno accesso tramite il protocollo CSMA- CD. La rete è costituita da tre mixing-segment di uguale lunghezza interconnessi da due repeater. Il limite sulla lunghezza dei mixing-segment determinato dalle caratteristiche fisiche del mezzo di propagazione e delle interfacce di trasmissione/ricezione è L = 85 m. ( punti) a) Determinare la velocità massima di trasmissione C a cui possono operare le interfacce fisiche se si vuole ottenere la massima estensione della rete consentita dai limiti fisici, assumendo che la trama più breve trasmessa sia di X = 7 byte. b) Senza considerare il vincolo fisico sulla lunghezza dei segmenti rappresentato da L, determinare ora la massima estensione l di ciascun mixing-segment se la rete opera alla velocità C valutata nel punto precedente, ma la trama più breve trasmessa ha la medesima estensione della trama più breve secondo lo standard di protocollo IEEE 8.3. c) Che mezzo trasmissivo alternativo al coassiale si può utilizzare per realizzare la rete alle condizioni del punto b)? che modifiche occorre apportare agli apparati di interconnessione? Pag. 5/8

6 3) Si consideri una sorgente di tipo VBR, la cui frequenza di emissione dei pacchetti f in è riportata nel primo diagramma della figura seguente, che alimenta un dispositivo di controllo di flusso rate-based (bucket) così caratterizzato: lunghezza dei pacchetti emessi dal bucket, B = 5 byte velocità di emissione media massima del bucket, A max = 4 kbit/s 3 dimensione della memoria (buffer) dei pacchetti, W = 9 pacchetti 4 funzionamento in modalità leaky bucket tra e 5 secondi, tranne nell intervallo tra e 4 secondi, in cui il funzionamento passa in modalità token bucket (con buffer dei token di capacità infinita). (4 punti) Ipotizzando che il bucket non aggiunga alcun overhead, si chiede di ricavare il diagramma temporale che rappresenta la frequenza in uscita f out dal dispositivo, il livello di riempimento della memoria L b, nonché il numero di pacchetti persi N p. Utilizzare la coppia di diagrammi (f out, t) e (L b, t). f in [pacchetti/s] Token bucket 8 6 t [s] f out [pacchetti/s] 8 6 t [s] L b [pacchetti] 8 6 t [s] Pag. 6/8

7 Cognome e nome: (stampatello) (firma leggibile) Matricola: 4) Si consideri la configurazione di reti LAN mostrata in figura che comprende 4 LAN (A, B, C, D), 4 bridge (B, B, B 3, B 4 ) e hub (H ). Lo spannino tree è evidenziato in figura con i collegamenti a tratto continuo; i collegamenti tratteggiati indicano le porte bloccate dei bridge. (4 punti) X B 3 Y A H B B P Q B 3 D 3 B C Z R T W (a) Si vuole individuare lo stato della tabella di inoltro di tutti gli apparti di interconnessione (omettendo il campo età), ipotizzando che tutte le tabelle di inoltro siano inizialmente vuote e che siano state trasmesse con successo nell ordine solo 9 trame con le seguenti coppie sorgente-destinazione (SA-DA): X-Y, Z-P, Q-X, R-T, P-Z, Y-R, W-X, Y-Z, P-Q (riportare nella parte in grigio l identificatore dell apparato e per ogni riga dove e specificata la coppia SA-DA trasmessa riportare il contenuto delle voci delle tabelle di inoltro che vengono a riempirsi). ID X-Y Z-P Q-X R-T P-Z Y-R W-X Y-Z P-Q Pag. 7/8

8 (b) Dopo avere ricopiato il contenuto delle tabelle di inoltro determinato al punto (a) nella tabella seguente, si consideri uno stato di rete in cui i terminali P, Z, W siano stati spostati connettendoli alle reti D, D, e C, rispettivamente. Inoltre viene attivata una nuova stazione K direttamente connessa ad una porta (prima libera) dell hub H. Determinare il nuovo stato delle tabelle di inoltro ipotizzando che siano state trasmesse nell ordine le altre 5 trame K-Z, Z-W, Z-P, P-X, K-Z, W-P. Per ognuna di queste trame si riempiano le ultime voci della tabelle di inoltro solo nel caso in cui queste contengano nuovi valori e si modifichino quelle altre voci già presenti, ma che vengono a cambiare, barrando il parametro corrente e scrivendo accanto il nuovo parametro modificato. Si specifichino quali di queste trame vengono eventualmente perse per mancato aggiornamento della tabelle di inoltro (nel caso venga persa una delle due trame K-Z, indicare se la prima o la seconda): ID K-Z Z-W Z-P P-X K-Z W-P Pag. 8/8