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1: Questões de Revisão1c-1 Capítulo 1: Questões de Revisão.

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1 1: Questões de Revisão1c-1 Capítulo 1: Questões de Revisão

2 1: Questões de Revisão1c-2 Seções r 1.Quais são os dois tipos de serviços que a Internet provê para as suas aplicações? Apresente algumas características de cada um destes serviços. r 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? r 3.Descreva brevemente como o serviço orientado a conexões da Internet provê um transporte confiável.

3 1: Questões de Revisão1c-3 Seções r 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?

4 1: Questões de Revisão1c-4 Seções r 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).

5 1: Questões de Revisão1c-5 Seções r 6.Quais são algumas das tecnologias de rede que utilizam circuitos virtuais? (Encontre boas URLs que discutam e expliquem estas tecnologias). r 7.O que entendemos por informação de estado da conexão numa rede de circuitos virtuais? r 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?

6 1: Questões de Revisão1c-6 Seções r 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? r 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? r 11.Quais são alguns dos meios físicos sobre os quais o Ethernet pode funcionar?

7 1: Questões de Revisão1c-7 Seções r 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. r 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?

8 1: Questões de Revisão1c-8 Seções r 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. m 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? m b.Repita o item (a) assumindo agora que ao invés de dez carros, temos apenas sete. r 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?

9 1: Questões de Revisão1c-9 Seções r 16.Quais são as cinco camadas da pilha de protocolos da Internet? Quais são as principais responsabilidades de cada uma destas camadas? r 17.Que camadas da pilha de protocolos da Internet são processadas pelo roteador?

10 1: Questões de Revisão1c-10 Problemas

11 1: Questões de Revisão1c-11 Problema 1 r 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. r 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.

12 1: Questões de Revisão1c-12 Problema 1 (cont.) r 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. r Explicite quais são as hipóteses feitas pelo seu protocolo sobre o serviço de transporte fim-a-fim utilizado.

13 1: Questões de Revisão1c-13 Problema 2 r 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.

14 1: Questões de Revisão1c-14 Problema 2 (cont.) r Responda às seguintes perguntas, justificando brevemente as suas respostas: m a) Que tipo de rede seria mais apropriada para esta aplicação: comutada por pacotes ou por circuitos? m 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?

15 1: Questões de Revisão1c-15 Problema 3 r 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. m a) Suponha que a rede seja uma rede de circuitos virtuais comutada por pacotes. Seja t s o 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?

16 1: Questões de Revisão1c-16 Problema 3 (cont.) m 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? m 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). m 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 t s seja 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?

17 1: Questões de Revisão1c-17 Problema 4 r Experimente o applet Java de comutação de mensagens neste capítulo. Os atrasos do applet correspondem aos atrasos da questão anterior? r 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?

18 1: Questões de Revisão1c-18 Problema 5 r 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.

19 1: Questões de Revisão1c-19 Problema 6 r 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. m a) Expresse o atraso de propagação d prop em termos de m e s. m b) Determine o tempo de transmissão do pacote, d trans em termos de L e R.

20 1: Questões de Revisão1c-20 Problema 6 (cont.) m c) Ignorando os retardos de propagação e de enfileiramento, obtenha uma expressão para o retardo fim-a-fim. m d) Suponha que o host A comece a transmitir o pacote no instante t=0. No instante t= d trans, onde se encontra o último bit de um pacote? m e) Suponha que d prop seja maior do que d trans. No instante t= d trans, onde se encontra o primeiro bit do pacote? m f) Suponha que d prop seja menor do que d trans. No instante t= d trans, onde se encontra o primeiro bit do pacote? m g) Suponha que s = 2,5.10 8, L = 100 bits e R = 28 kbps. Encontre a distância m de modo que d prop seja igual a d trans.

21 1: Questões de Revisão1c-21 Problema 7 r 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)?

22 1: Questões de Revisão1c-22 Problema 8 r 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. m a) quando a comutação de circuitos for usada, quantos usuários poderão estar conectados? m b) Para o restante deste problema, suponha que seja utilizada a comutação de pacotes. Obtenha a probabilidade de que um dado usuário esteja transmitindo. m c) Suponha que haja 40 usuários. Encontre a probabilidade de que em qualquer instante, n usuários estejam transmitindo simultaneamente.

23 1: Questões de Revisão1c-23 Problema 8 (cont.) m d) Encontre a probabilidade de que haja 11 ou mais usuários transmitindo simultaneamente.

24 1: Questões de Revisão1c-24 Problema 9 r 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.

25 1: Questões de Revisão1c-25 Problema 10 r 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. m a) forneça uma fórmula para o atraso total, ou seja, o atraso de enfileiramento mais o atraso de transmissão. m b) plote o atraso total em função de L/R.

26 1: Questões de Revisão1c-26 Problema 11 r a) Generalize a fórmula do retardo fim-a- fim da Seção 1.6 para taxas de processamento, transmissão e propagação heterogêneas. r b) Repita (a), mas agora também assuma que haja um retardo médio de enfileiramento de d queue em cada nó.

27 1: Questões de Revisão1c-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.


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