Examen final de Sistemes de Transport de Dades (STD) 18

Examen final de Sistemes de Transport de Dades (STD)
Duración: 3h
Razonar las respuestas.
Contestar las preguntas en hojas distintas.
18 de Enero de 2002
Publicación de las notas: 28/1/2001 (D6 Planta Baja y Web FIB).
La fecha y hora de la revisión de examen se anunciará junto con las notas
Pregunta 1 (5 puntos)
Disponemos de una red con cinco routers numerados como R1 a R5. La interconexión de los routers forma un backbone
que conecta las redes N1 a N4. La N2 se subdivide en tres redes mediante un switch ethernet con soporte a VLAN.
Usamos direcciones IP públicas tomadas de la red 5.0.32.0/19. A continuación damos el máximo número de usuarios
que esperamos tener en cada una de las redes:
N1
N2
N3
N4
400 usuarios
VLAN1 : 200 usuarios, VLAN2 : 300 usuarios y VLAN3 : 300 usuarios
200 usuarios
450 usuarios
La conexión del Router R5 con Internet se realiza con un ISP que nos ha asignado la dirección 201.34.22.1/24
HA
HD
N1
eth0
R1
N4
ppp2
ppp0
eth0
ppp0
ppp1
ppp0
fe0
N2
eth0
Internet
ppp0
R2
HB
R4
ppp1
ppp1
ppp0
R5
eth0
R3
N3
HC
Queremos diseñar un posible esquema de direcciones IP para la red. Para ello ten en cuenta las siguientes indicaciones
que te pueden ayudar a resolver el diseño: Las primeras subredes asígnalas a las interficies que conectan los routers
entre sí y a continuación asigna las siguientes subredes a las redes Ni. Intenta en principio utilizar una tamaño de
máscara de red fijo.
a) ¿Cuántas subredes necesitas en total?
b) Indica la nueva máscara que debes utilizar para diseñar la red a partir de la dirección IP base 5.0.32.0 /19.
c) Indica cúantas subredes, cúantos hosts por subred y que direcciones de subred obtienes con esa máscara en la red
5.0.32.0 /19. Númera las subredes partiendo de la etiqueta “subred j” con j=0,1,2...
d) Asigna las subredes que consideres necesarias a las conexiones (Ri – Rj) de cada router y escribe una dirección IP a
cada una de las interficies de los routers de la figura que se correspondan con su subred. (No asignes la subred número 0
y comienza con la subred 1,2,...k).
e) Asigna las subredes que consideres necesarias a las redes Ni (i=1..4), usa las subredes partiendo de última subred
usada, k+1, k+2, ...
f) La red N2 se divide en tres VLANs que se forman utilizando un único switch con soporte a VLAN. Sin embargo el
router R2 tiene una única tarjeta Fast Ethernet (interficie fe0) conectada a dicho switch. Explica cómo es posible que
tengamos esta configuración.
g) Indica qué direcciones IP asignarías al router R2. Indica también cuál sería la tabla de routing de un host que cuelgue
de la VLAN2 (e.g.; el host HB).
h) Escribe la tabla de encaminamiento del router R1 (asume que se usa RIP como protocolo de encaminamiento)
Decidimos ahora migrar las direcciones de nuestra red a direcciones IP privadas de la red 10.0.0.0. Renumeraremos los
hosts y routers usando máscaras de 16 bits, y asignaremos a la red Ni la dirección de red 10.i.0.0/16. En el router R5
decidimos usar NAT dinámico por puertos.
i) Explica con un ejemplo qué conversiones de direcciones/puertos tendrían lugar durante una conexión de un browser
de web en HD con un servidor del exterior. Supón que la dirección IP del host HD es 10.4.0.7/16 y que el servidor está
en 147.83.35.10.
j) Explica qué pasaría si ahora hacemos un ping desde el host HD hasta el mismo servidor.
Pregunta 2 (5 puntos)
Tenemos la red mostrada en la figura:
Servidor
Router1
Red 1
Las velocidades de
transmisión en todos los
enlaces es muy elevada,
y la consideraremos
infinita
HostA
WAN
Latencia: 0
Latencia: 10 ms
El HostA se conecta al puerto de chargen del servidor.
La latencia introducida en la red 1 es despreciable mientras que en la WAN tenemos una latencia de 10 ms.
En todos los enlaces la velocidad de transmisión es muy elevada y la consideraremos infinita.
Inicialmente supondremos que no se producen pérdidas y que el tamaño de los buffers del router es infinito.
Supondremos además que la velocidad de procesamiento del servidor y del Host es también infinitamente grande.
Cuando un segmento lleva datos tiene un tamaño de 8 KB y el valor máximo de la ventana de transmisión es de 64 KB.
Es decir:
Ventana Transmisión = MIN(64 KB, awnd, cwnd),
donde awnd es la ventana anunciada y cwnd es la ventana de congestión.
a) Hacer un esquema como el mostrado en el que se indique CLARAMENTE los instantes de llegada y salida al Host
A y al servidor de los segmentos TCP. Mostrar los primeros 140ms de tiempo. Si varios paquetes se transmiten o
reciben en el mismo instante de tiempo, indicarlo tal como se muestra en el esquema ejemplo. Después de la recepción
de cada segmento por parte del HostA se debe indicar el valor de la ventana de congestión. Supondremos que el Host A
envía un ACK por cada segmento de datos que recibe. En cada segmento de datos indicar la numeración de los bytes
que transporta. En los ACKs indicar hasta qué byte confirman. Suponemos que empezamos a numerar los bytes desde
0. (Intentar que el esquema quepa en una página).
Servidor
Router
Host A
2 PAQUETES DE DATOS: [30000, 37000]
[38000, 45999]
t1=…
t2=…
t3=…
SS
t4=…
2 ACKs:
ACK 38000; ACK 46000
CWND=
CWND=
Ejemplo del esquema cuando transmitimos dos paquetes de forma (casi) simultánea y el servidor contesta con 2 ACKs
b) ¿Cuál es el valor máximo de la ventana de transmisión que alcanzaremos? ¿Cuál es la velocidad media de
transferencia de datos entre el servidor y el host A que tendremos en régimen estacionario (en Mbps)?
En el siguiente apartado supondremos que la red 1 introduce pérdidas en los segmentos. Más exactamente supondremos
que si el servidor empieza a numerar los datos en el byte 0, tenemos una pérdida la primera vez que transmitimos el
segmento que lleva los bytes (32000,39999). Suponemos que los paquetes de tamaño 40 bytes (es decir, ACKs, SYNs,
etc) que atraviesan la red en cualquier sentido nunca se pierden.
Hacemos las siguientes suposiciones:
− El TCP del servidor y del router sólo incorpora los mecanismos de Slow Start y de Congestion Avoidance pero no
otros mecanismos como Fast retransmit, Fast recovery, etc.
− El valor del temporizador RTO de TCP se mantiene a un valor constante de 22 ms.
Tener en cuenta además que:
− Los ACKs duplicados no incrementan la ventana de congestión.
− Los ACKs acumulados son tomados como un único ACK a la hora de incrementar la ventana de congestión.
− La ventana de transmisión se refiere a los segmentos TCP que han sido enviados pero que no han sido confirmados.
c) Hacer una gráfica similar a la anterior, también hasta el instante 140 ms, en la que se muestre la evolución de la
transmisión en este caso. Indicar la duración de las fases de Slow Start y las fases de Congestion Avoidance. Además
del valor de cwnd, especificar el valor de ssthreshold.
d) En el apartado anterior suponíamos que el temporizador RTO de TCP se mantiene constante. Sin embargo en
realidad esto no sucederá así. Explicar brevemente qué mecanismo se utiliza para fijar el valor de dicho temporizador.
NO es necesario que expliques el algoritmo concreto que se utiliza (algoritmo de Van Jacobson y Karels).