Final del 07/08/2001 (Teoría de las Comunicaciones)

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Ejercicio 1[editar]

Explique qué relación existe entre el ruido presente en un canal de transmisión y la capacidad del mismo.

La capacidad de un canal de comunicación, es decir, la cantidad de bits de información que pueden transmitirse por segundo, está dada por el teorema de Shannon-Hartley, según la fórmula , donde B es el ancho de banda físico del canal (en Hz), y S/N es la relación señal ruido.

Esta fórmula proviene del teorema de Nyquist, que indica que el rate de información de un canal es el doble que su ancho de banda (pues basta muestrear el canal al doble de velocidad que su ancho de banda en frecuencia para reconstruir la señal), y de la definición de capacidad de teoría de la información como , suponiendo símbolos equiprobables, señales binarias, y considerando que el ruido de un canal analógico es .

Ejercicio 2[editar]

Cuál es el objetivo de los mecansimos de ventanas deslizantes en los diversos protocolos correspondientes a las capas N2 y N4.

  • Asegura una transmisión confiable en cualquiera de ambas capas, pues cada paquete debe ser acknowledgeado.
  • En N4 asegura el orden de los paquetes mediante los nros de secuencia.
  • Permite el control de flujo, retrasando los ACK del receptor; en TCP se usa control explicito con una advertised window.

Ejercicio 3[editar]

Explique el mecanismo de convergencia en el algoritmo de ruteo distance vector.

  1. Cada nodo inicializa su vector de distancias colocando infinito para los nodos a los que no está enlazado directamente, y algún valor asociado a una métrica que tenga sentido en los otros casos.
  2. Cada nodo envía su vector a sus vecinos, que recalculan sus propios vectores a partir de la nueva información aportada por este. El procedimiento por el que se actualizan los costos es el habitual en algoritmos de camino mínimo sobre grafos (ej: Bellman-Ford).

Cada cierto intervalo de tiempo, o cuando se presenta un cambio en su vector, cada nodo vuelve a enviarlo a sus vecinos.

Eventualmente (suponiendo que no ocurren cambios en la topología de la red o el estado de los nodos), cada nodo llega al mejor vector posible en ese momento.

De cualquier forma puede ocurrir que no converja, dado que existe la posibilidad de que se produzca un conteo a infinito.

Ejercicio 4[editar]

Qué relación debe existir entre el tamaño máximo de un paquete IP y la MTU de un frame 802.3.

El MTU es maximum transfer unit del canal ethernet. Un paquete IP (header + data) no puede ser mayor a dicho MTU, para que pueda entrar en el mismo. Si esto sucede, se fracciona el paquete y reensambla en el destino.

Otra: Cada segmento incluyendo el header TCP debe encajar en 64KB que es lo que acepta IP. Dado que cada red tiene un MTU asociado (maximum trasnfer unit o MTU) y generalmente en la práctica son unos pocos miles de bytes, esto define una cota superior. Por lo tanto si un segmento supera el MTU, el router deberá fragmentarlo según corresponda.

Ejercicio 5[editar]

Mecansimo de congestión en TCP.

TCP maneja, en lugar de una sender window como cualquier otro sliding window, una congestion window, cuyo tamaño se modifica dinámicamente según las señales que recibe el emisor de congestión de la red. La idea del mecanismo es incrementar linealmente dicha ventana por cada ACK recibido y decrementarla exponencialmente por cada signo de congestión.

Inicialmente la conexión se encuentra en estado Slow-Start. El nombre proviene de que se testea la red gradualmente en lugar de comenzar enviando toda la data posible. La ventana de congestion comienza en 2 SMSS (sender maximum segment size) y se incrementa en uno por cada ACK recibido; esto genera un crecimiento exponencial al comienzo, hasta llegar al slow start threshold, que puede setearse arbitrariamente alto.

Cuando se llega al ssthresh, o más frecuentemente, hay una señal de congestión (pérdida de paquete), el sshtresh se baja a la mitad de los datos en vuelo, o a la ventana inicial como mínimo. Si la pérdida se detectó por time out del ACK, la ventana cae a 1 SMSS.

Algunas versiones de TCP, como Reno, implementan Fast Retransmit Fast Recovery. Fast Retransmit consiste en reenviar el segmento que se cree perdido al recibir tres ACKs duplicados requiriendo el mismo segmento, sin esperar al timeout. Luego se entra en Fast Recovery, donde se infla la ventana de congestión seteándola en ssthresh más la cantidad de ACKs duplicados recibidos; esto equivale a considerar que el receptor buffereo un paquete por cada ACK que envió. Se sale de Fast Recovery cuando se recibe el primer ACK distinto, seteandose CWND igual al sstrhesh, con lo que se vuelve a congestion avoidance y no es necesario caer hasta slow start.