Introduzione alle Reti Telematiche

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1 Introduzione alle Reti Telematiche Esercizi Copyright Gruppo Reti Politecnico di Torino INTROUZIONE ALLE RETI TELEMATICHE - 1 Copyright Quest opera è protetta dalla licenza Creative Commons Noerivs-NonCommercial. Per vedere una copia di questa licenza, consultare: oppure inviare una lettera a: Creative Commons, 559 Nathan Abbott Way, tanford, California 94305, UA. This work is licensed under the Creative Commons Noerivs-NonCommercial License. To view a copy of this license, visit: or send a letter to Creative Commons, 559 Nathan Abbott Way, tanford, California 94305, UA. Copyright Gruppo Reti Politecnico di Torino INTROUZIONE ALLE RETI TELEMATICHE - 2

2 Indici Esercizi A. Commutazione di pacchetto B. Protocolli a finestra C. Reti LAN. Frammentazione IP E. Protocollo TCP Copyright Gruppo Reti Politecnico di Torino INTROUZIONE ALLE RETI TELEMATICHE - 3 Esercizio A.1 i consideri una topologia di rete lineare composta da Q canali, ciascuno di capacità pari a R bit/s. al nodo viene trasmesso un file di dimensione F=M*L bit verso il nodo. i supponga che la rete sia scarica i tempi di propagazione e di elaborazione nei nodi siano trascurabili i rispondano alle seguenti domande: Copyright Gruppo Reti Politecnico di Torino INTROUZIONE ALLE RETI TELEMATICHE - 4

3 Esercizio A.1 Calcolare il tempo di trasferimento del file nell ipotesi in cui la rete funzioni a commutazione di circuito. i supponga pari a t c il tempo necessario a stabilire un circuito tra e. Copyright Gruppo Reti Politecnico di Torino INTROUZIONE ALLE RETI TELEMATICHE - 5 Esercizio A.1 Calcolare il tempo di trasferimento del file nell ipotesi in cui la rete funzioni a commutazione di pacchetto datagram, con nodi che implementano il trasferimento store and forward. i supponga che: Il file venga diviso in M pacchetti di L bit ciascuno. 2h bit sia la dimensione dell intestazione di ciascun pacchetto. Copyright Gruppo Reti Politecnico di Torino INTROUZIONE ALLE RETI TELEMATICHE - 6

4 Esercizio A.1 Calcolare il tempo di trasferimento del file nell ipotesi in cui la rete funzioni a commutazione di pacchetto a circuito virtuale, con nodi che implementano il trasferimento store and forward. i supponga che Il file venga diviso in M pacchetti di L bit ciascuno. h bit sia la dimensione dell intestazione di ciascun pacchetto t cv sia il tempo necessario a stabilire un circuito virtuale tra e. Copyright Gruppo Reti Politecnico di Torino INTROUZIONE ALLE RETI TELEMATICHE - 7 Esercizio A.1 Calcolare il tempo t cv necessario affinchè i trasferimenti a commutazione di pacchetto datagram e a circuito virtuale siano di uguale durata, assumendo: R = 1 Mb/s Q = 3 canali M = 8 pacchetti L = 1000 byte h = 20 byte Copyright Gruppo Reti Politecnico di Torino INTROUZIONE ALLE RETI TELEMATICHE - 8

5 Esercizio B.1 i consideri una topologia di rete lineare composta da un singolo canale di capacità pari a 1 Mbit/s. Il nodo deve trasmettere un file di 9500 byte verso il nodo. i supponga che: la rete sia scarica e non vi siano errori di trasmissione il tempo di propagazione sul canale sia pari a 5 ms la dimensione massima dei pacchetti trasmessi sul canale, comprendenti 40 byte di intestazione, sia di 1500 byte venga usato un protocollo top & Wait con ACK di dimensione trascurabile i determini il tempo necessario perché riceva tutto il file oluzione: ms Copyright Gruppo Reti Politecnico di Torino INTROUZIONE ALLE RETI TELEMATICHE - 9 Esercizio B.2 i consideri una topologia di rete lineare composta da un singolo canale di capacità pari a 1 Mbit/s. Il nodo deve trasmettere un file di 9500 byte verso il nodo. i supponga che: la rete sia scarica un errore di trasmissione pregiudichi la ricezione del quarto pacchetto il tempo di propagazione sul canale sia pari a 5 ms la dimensione massima dei pacchetti trasmessi sul canale, comprendenti 40 byte di intestazione, sia di 1500 byte si usi un protocollo top & Wait con timeout di 40 ms (che inizia a pacchetto trasmesso) e ACK di dimensione trascurabile i determini il tempo necessario perché riceva tutto il file oluzione: ms Copyright Gruppo Reti Politecnico di Torino INTROUZIONE ALLE RETI TELEMATICHE - 10

6 Esercizio B.3 Ripetere l esercizio B.1 per la topologia in figura, composta da due canali aventi capacità e tempi di propagazione indicati. Il nodo di commutazione x opera in modalità store and forward Il protocollo top&wait opera tra sorgente e destinazione ( e ) 500 Kb/s 5 ms x 1 Mb/s 10 ms oluzione: ms Copyright Gruppo Reti Politecnico di Torino INTROUZIONE ALLE RETI TELEMATICHE - 11 Esercizio B.4 i consideri una topologia di rete lineare composta da un singolo canale di capacità pari a 1 Mbit/s. Il nodo deve trasmettere un file di byte verso il nodo. i supponga che: la rete sia scarica e non vi siano errori di trasmissione il tempo di propagazione sul canale sia pari a 20 ms la dimensione massima dei pacchetti trasmessi sul canale, comprendenti 40 byte di intestazione, sia di 1500 byte venga usato un protocollo Go-back-N con finestra W T =3 e ACK di dimensione trascurabile i determini: il tempo necessario T R perché riceva tutto il file il più piccolo valore di W T che minimizza T R Copyright Gruppo Reti Politecnico di Torino INTROUZIONE ALLE RETI TELEMATICHE - 12

7 Esercizio B.5 i considerino la rete e i protocolli a finestra descritti nell esercizio B.4. Nell ipotesi in cui il trasferimento dati tra e sia continuo (ipotesi: file di dimensione infinita): calcolare il throughput medio con W T =3 calcolare il più piccolo valore di W T che massimizza il throughput e quanto vale il throughput medio in questo caso Copyright Gruppo Reti Politecnico di Torino INTROUZIONE ALLE RETI TELEMATICHE - 13 Esercizio B.6 i consideri una topologia di rete composta da un singolo canale satellitare di capacità pari a 1 Mbit/s. Il nodo deve trasmettere un file di 100 Kbyte verso il nodo. i supponga che: la rete sia scarica il tempo di propagazione sul canale sia pari a 150 ms la dimensione massima dei pacchetti trasmessi sul canale, comprendenti 40 byte di intestazione, sia di 1500 byte la semantica dei riscontri preveda ACK cumulativi Copyright Gruppo Reti Politecnico di Torino INTROUZIONE ALLE RETI TELEMATICHE - 14

8 Esercizio B.6 Calcolare il tempo necessario al trasferimento del file: in assenza di errori con protocollo Go-Back-N con W T =10 se il 12 e il 17 pacchetto vengono ricevuti errati, quando si usa un protocollo Go-Back-N con W T =10 e timeout di 400 ms il tempo necessario al trasferimento del file se il 12 e il 17 pacchetto vengono ricevuti errati, quando si usa un protocollo elective Repeat con W T =W R =10 e timeout di 400 ms Copyright Gruppo Reti Politecnico di Torino INTROUZIONE ALLE RETI TELEMATICHE - 15 Esercizio B.6 Qual è il valore massimo del tempo di propagazione che permette al elective Repeat di completare il trasferimento prima del Go-Back-N, nelle stesse condizioni di rete? Copyright Gruppo Reti Politecnico di Torino INTROUZIONE ALLE RETI TELEMATICHE - 16

9 Esercizio B.7 ue host separati da 3000 km sono collegati attraverso una linea punto-punto in fibra ottica, senza nodi storeand-forward Un file di 1 MB deve essere trasferito tra i due host e il trasferimento avviene usando il protocollo UP Trascurando l overhead introdotto dalla pila protocollare, e assumendo la velocità della luce nella fibra pari a 2/3c, calcolare il tempo necessario al trasferimento del file supponendo che la capacità della linea sia: 100 Mb/s 1 Gb/s 10 Gb/s Calcolare nei tre casi quanto spazio occupa un bit Copyright Gruppo Reti Politecnico di Torino INTROUZIONE ALLE RETI TELEMATICHE - 17 Esercizio C.1 i consideri una rete composta da un mezzo fisico broadcast a 10 Mb/s su cui sono attestate tre stazioni CMA: 600 m A C B A e B sono separate da 600 m di cavo, mentre C è equidistante da A e B i assuma la propagazione nel mezzo pari a 2/3 c (velocità della luce nel vuoto) Copyright Gruppo Reti Politecnico di Torino INTROUZIONE ALLE RETI TELEMATICHE - 18

10 Esercizio C.1 La stazione A inizia a trasmettere una trama di dimensioni pari a 64B all istante t 0, mentre B ha una trama di 400B pronta per la trasmissione all istante t 1 =t 0 +2 µs eterminare: B inizia la trasmissione della trama? in caso affermativo, si verifica una collisione? per quale intervallo di tempo la stazione C sente il canale occupato? Copyright Gruppo Reti Politecnico di Torino INTROUZIONE ALLE RETI TELEMATICHE - 19 Esercizio C.2 i consideri una rete composta da un mezzo fisico broadcast a 10 Mb/s su cui sono attestate tre stazioni CMA/C: 2000 m A C B A e B sono separate da 2000 m di cavo, mentre C è equidistante da A e B i assuma la propagazione nel mezzo pari a 2/3 c (velocità della luce nel vuoto) Copyright Gruppo Reti Politecnico di Torino INTROUZIONE ALLE RETI TELEMATICHE - 20

11 Esercizio C.2 La stazione A inizia a trasmettere una trama di dimensioni pari a 64B all istante t 0, mentre B ha una trama di 400B pronta per la trasmissione all istante t 1 =t 0 +5 µs In caso di collisione, questa viene rilevata da una stazione in un tempo di 2 µs eterminare: B inizia la trasmissione della trama? in caso affermativo, si verifica una collisione e questa viene rilevata? per quale intervallo di tempo la stazione C sente il canale occupato? Copyright Gruppo Reti Politecnico di Torino INTROUZIONE ALLE RETI TELEMATICHE - 21 Esercizio C.3 Ripetere l esercizio C.2 assumendo che la capacità del canale sia pari a 100 Mb/s Copyright Gruppo Reti Politecnico di Torino INTROUZIONE ALLE RETI TELEMATICHE - 22

12 Esercizio C.4 La rete locale in figura è composta da un certo numero di host (PC) dotati di schede Ethernet e interconnessi da Hub (H) e witch () a diverse velocità. Una stampante (P) è connessa direttamente allo switch. PC PC H1 H2 PC PC PC PC P PC 10 Mb/s 100 Mb/s Copyright Gruppo Reti Politecnico di Torino INTROUZIONE ALLE RETI TELEMATICHE - 23 Esercizio C.4 i ipotizzi che il throughput massimo di un host su una rete locale condivisa sia approssimato da: Th = η C/N dove: η è efficienza del protocollo, N = numero stazioni concorrenti attive nel collision domain, C è il minimo tra traffico offerto e capacità della scheda dell host i ipotizzi che un singolo canale attraversato da più flussi di traffico sia condiviso da questi in modo equo. Calcolare il traffico massimo che transita sul link tra e P nelcaso in cui tutti gli host della rete stiano tentando di inviare un file alla stampante, alla velocità massima consentita. i ipotizzi η = 0.6 Copyright Gruppo Reti Politecnico di Torino INTROUZIONE ALLE RETI TELEMATICHE - 24

13 Esercizio.1 R 1 L b L a ue computer sono collegati tramite la rete in figura, con L a =10 Mb/s e L b =2Mb/s Il computer invia un ping mediante due pacchetti ICMP consecutivi di dimensione pari a 40B (a livello ICMP) Calcolare la differenza tra i tempi di ricezione di entrambi i pacchetti a i considerino trascurabili i tempi di propagazione e di elaborazione in R 1, e le intestazioni di livello 2 Copyright Gruppo Reti Politecnico di Torino INTROUZIONE ALLE RETI TELEMATICHE - 25 Esercizio.2 R 1 R 2 R 3 L a L b L c L d ue computer sono collegati tramite la rete in figura. Calcolare il tempo necessario perchè un pacchetto IP di dimensione pari a 820 B (di cui 20 B di intestazione) inviato da sia completamente ricevuto a sapendo che: le MTU dei quattro link sono, rispettivamente: 1500B, 420B, 1500B, 1500B le velocità di trasmissione dei quattro link sono, rispettivamente: 10Mb/s, 8Mb/s, 2Mb/s, 10Mb/s Copyright Gruppo Reti Politecnico di Torino INTROUZIONE ALLE RETI TELEMATICHE - 26

14 Esercizio.2 i considerino trascurabili: i tempi di propagazione su ciascuno dei link i tempi di elaborazione e di frammentazione sui router le intestazioni di livello 2 i consideri la rete priva di altro traffico Copyright Gruppo Reti Politecnico di Torino INTROUZIONE ALLE RETI TELEMATICHE - 27 Esercizio E.1 Un applicazione deve trasferire un file di X byte usando il protocollo TCP apendo che: è implementato il meccanismo di Fast Retransmit, è usato un M di 1460B, il delayed acknowledgment è disabilitato, qual è il valore minimo di X che permette l innesco del Fast Retransmit in presenza della perdita di un singolo pacchetto? Copyright Gruppo Reti Politecnico di Torino INTROUZIONE ALLE RETI TELEMATICHE - 28

15 Esercizio E.2 Ripetere l esercizio E.1 con delayed acknowledgment abilitato i ricordi che con il delayed acknowledgment: gli ACK sono inviati o ogni 2 segmenti ricevuti o dopo 200ms dalla ricezione di un singolo segmento i ha invio immediato dell ACK solo per segmenti fuori sequenza: conferma l ultimo segmento ricevuto in sequenza Copyright Gruppo Reti Politecnico di Torino INTROUZIONE ALLE RETI TELEMATICHE - 29 Esercizio E.3 Un host trasferisce un file di 20 kbyte su una connessione TCP con M=1460B senza delayed ACK orgente e destinazione sono collegati da un link a 5.12 Mb/s, con un ritardo di propagazione di 10ms. In caso di errore, si ipotizzi un RTO di 500ms di valore costante (non aggiornato con il RTT) La finestra di ricezione è ipotizzata infinita. i ipotizzi inoltre che iltempo di trasmissione degli ACK e dei segmenti del three-way handshake sia trascurabile. Trascurare anche le intestazioni di livello 2. Calcolare il tempo necessario a trasferire il file a partire dalla apertura della connessione nei tre casi: 1. Il canale è sempre affidabile 2. Il canale è sempre affidabile e si usano delayed ack 3. Il cavo di rete dell host trasmittente introduce errori tra t 1 =21ms e t 2 =22ms, calcolati assumento l inizio della connessione come origine dei tempi (ACK non delayed con semantica cumulativa) Copyright Gruppo Reti Politecnico di Torino INTROUZIONE ALLE RETI TELEMATICHE - 30