Edición de «Práctica 1: Fundamentos, Direct Links y LAN Switching (Teoría de las Comunicaciones)»

==Fundamentos==

[[Image:RedesP2Ej1.png|right|thumb|Layered communication.]]

<b>Los Ministros de Relaciones Exteriores frecuentemente intercambian información relativa al desarrollo de las relaciones diplomáticas entre los países que representan. El Canciller de Argentina desea entregarle cierta información a su par de Francia. El Canciller argentino confecciona el mensaje en castellano y lo entrega a la Oficina de Traducciones del Consulado donde el mismo es transcripto a un idioma común de intercambio entre traductores, para el caso, el idioma inglés. Luego de traducido el mensaje es entregado por la OT a la Oficina Criptográfica, la cual se encarga de codificar el mensaje para evitar filtraciones de seguridad. La OC a su turno entrega el mensaje ya encriptado a la Oficina de Comunicaciones la que se encarga de la transmisión del mensaje, que es recibido por una dependencia similar en la Cancillería Francesa. Una vez recibido en Francia por la Oficina de Comunicaciones, el mensaje es entregado a la Oficina Criptográfica la cual luego de descifrarlo lo entrega a la Oficina de Traducciones desde donde, luego de traducido al idioma nativo, es recibido por el Canciller francés. </b>

<b>¿Es este un ejemplo de un protocolo multicapa en el sentido del modelo OSI? En caso afirmativo

brinda y los protocolos utilizados. </b>

Si, lo es. La explicación está en un apunte de la cátedra llamado <b>OSIModel.pdf</b> en la página 2 (y ahora como PNG acá al costado).

Leo en http://en.wikipedia.org/wiki/Time-division_multiplexing que:

*El tamaño de cada slot es <b>fijo</b>.

*TDM takes frames of the voice signals and multiplexes them into a TDM frame which runs at a higher bandwidth. So if the TDM frame consists of n voice frames, the bandwidth will be n*64 kbit/s.

Con eso supongo que tendria que fijar el slot al tamaño máximo (64kbps) y en total en 512kbps me entrarían 8, como ya puse 4, <b>N sería igual a 4</b>.

para poder transmitir sin que se congestione el canal.

<b>Un sistema de TV por cable tiene mas de 100 canales alternando programas con propagandas. ¿Es esto mas parecido a TDM o FDM?</b>

FDM. Ver pags. 11-13 Peterson

En parte es FDM, porque sintonizas uno de los 100 canales que querés

Es una mezcla.

===Ejercicio 04===

<b>Suponga que la siguiente secuencia de bits llegan por un enlace: 01111110110101111101011111001011111011001111110. Muestre el frame resultante luego que todos los bits insertados fueron removidos. Indique cualquier error que haya podido ser introducido dentro del frame. Dato: delimitador = 01111110. </b>

Cada cinco 1s consecutivos, se quita el cero subsiguiente. Si hay seis 1s, se chequea el siguiente. Si es cero, es delimitador. Si es uno, es error.

===Ejercicio 05===

<b>Para proveer más confiabilidad que la que puede dar un simple bit de paridad, una técnica de codificación para detección de errores usa un bit de paridad para chequear todos los bits en posiciones impares y un segundo bit de paridad para todos los bits en posiciones pares. ¿Cuál es la distancia de Hamming de este código? ¿Ofrece alguna mejora con respecto al que utiliza un único bit de paridad? Si es así, ¿En qué consisten esas mejoras?</b>

<b>Respuesta:</b>

La distancia de Hamming de un código se define como la cantidad mínima de bits erróneos que debe haber para engañar un código.

Vale que si d = n+1, es posible detectar todos los errores de hasta n bits, y si vale d = 2m+1, es posible corregir todos los de hasta m bits.

En el código propuesto la distancia es de 2, ya que teniendo dos bits cambiados en las posiciones pares, es posible engañar al código.

Sin embargo, es mejor que el código que utiliza un único bit, ya que, aunque tienen la misma distancia de Hamming, un byte con los dos primeros bits cambiados será detectado como erróneo por el nuevo código y no por el original.

===Ejercicio 06===

<b>Una manera de detectar errores es transmitir datos como bloques de n filas de k bits por fila y adicionar bits de paridad para cada fila y cada columna. ¿Detectará esta política todos los errores simples? ¿Los errores dobles? ¿Los errores triples? ¿Qué hay de las correcciones?</b>

Ver Peterson pp 89-90

<b>Respuesta:</b>

En ambos casos la mejor corrección realizable es de un único bit.

===Ejercicio 07===

<b>Suponga que está diseñando un protocolo con sliding windows para un enlace punto-a-punto de 1Mbps a la Luna con una latencia de 1.25 segundos por tramo. Asumiendo que cada frame lleva 1KB de datos; ¿Cuál es el mínimo numero de bits necesarios para secuenciar los frames?</b>

    2.5Mb = 2.5 * 10^6 b = 2500000b

    2.5Mb / 1KB = 2500000b / 8192b = 305.175

Redondeando para abajo, puede haber hasta 305 paquetes en vuelo. Suponiendo que las ventanas del emisor y el receptor coinciden, entonces en base a la fórmula

    RWS + SWS <= Max+1 = 2^n

    610 <= 2^n

    n >= 9.25

Observacion : creo que si se usa SWS=305 se cae en el mismo problema de stop-and-wait. Por lo que creo que hay que usar SWS=305/2. ver pagina 104 de peterson. En ese caso se requieren 8bits.

===Ejercicio 09===

<b>En un protocolo de ventana deslizante; ¿Porqué no tiene sentido que la ventana de recepción sea más grande que la ventana de transmisión?</b>

<b>Para un protocolo con sliding windows de un enlace punto-a-punto, indique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:</b>

*<b>Si aumenta la tasa de errores del medio físico, mejora la eficiencia del protocolo si se aumenta el tamaño de la ventana de transmisión.</b>

*<b>Si aumenta la velocidad de propagación del medio físico, mejora la eficiencia del protocolo si se aumenta el tamaño de la ventana de transmisión.</b>

*<b>Si aumenta la capacidad de medio físico (bandwith), mejora la eficiencia del protocolo si se aumenta el tamaño de la ventana de transmisión.</b>

Según las fotocopias el primer ítem:

falso, son dos controles distintos.

Las fotocopias respaldan los dos verdaderos del final, pero no dice por qué.

*2^n = 2*tam. como n es 4 => 2^4 = 2*tam <=> 16 = 2*tam <=> tam = 8. tam es el tamaño de la ventanda del emisor y del receptor.

<b>Una conexión de capa de enlace entre dos hosts usa ventana deslizante de 3 bits de secuenciamiento. En un momento dado de esa conexión, el emisor envía los frames 4, 5 y 6 seguidos, arribando con errores de CRC el frame 4.

Explicar qué sucede hasta recuperarse de ese error tanto usando acknowledge acumulativo como acknowledge selectivo.</b>

Caso ACK Acumulativo:

Como no llega el 4 pero sí llega el 5, entonces el receptor no envía ACK. El emisor, luego de los time-outs de no recibir los ACK, vuelve a enviar 4,5 y 6.

<b>Un protocolo de nivel de enlace punto a punto, orientado a conexión y confiable, utiliza ventana deslizante con 3 bits de secuenciamiento para transportar frames sobre un enlace satelital con una tasa de errores relativamente alta. Mencionar cuáles son los valores óptimos de tamaño de ventana de transmisión y recepción si el protocolo utiliza NAKs.</b>

Ver Peterson pp 101-105

<b>Respuesta:</b>

Esto es debido a que los mensajes pueden tener longitud variable. Deben tener un mínimo de 46 bytes (así esta definido en el standard de ethernet) para poder detectar colisiones y un máximo de 1500. Por ejemplo si el mensaje del protocolo fuera de menos de 46 bytes el driver Ethernet agregaría ceros para completar 46 bytes, si el protocolo de la capa de arriba no tiene un campo de longitud podría confundir los ceros con datos.

<b>Respuesta:</b>

Comentado en clase : "802.3 cubre la capa física y la mitad de abajo de la de enlace (MAC). LLC cubre el resto de la capa de enlace."

<b>¿Para qué se utiliza el preámbulo en Ethernet (IEEE 802.3)?</b>

<b>¿Qué pasaría si en una red Ethernet Half-Duplex las estaciones esperan un tiempo fijo T antes de intentar transmitir un dato en buffer? Asuma que el tiempo fijo T cuenta a partir del momento en que el dato está listo para ser enviado.</b>

En caso que no se haya desocupado, entonces esperarán nuevamente un tiempo T y se fijarán nuevamente, y esperaran sucesivamente de a T unidades de tiempo hasta que este desocupado y luego cuando se desocupe intentarán de mandar al mismo tiempo y colisionaran.

Y es probable que (aunque de esto no estoy seguro) que sigan colisionando en forma indefinida.

===Ejercicio 18===

<b>Respuesta:</b>

Esta afirmación es verdadera.

<b>Respuesta:</b>

*Deben esperar 2P. Esto ocurre ya que para dos hosts A, B, si A transmite puede tardar P (tiempo) en llegar a B. Si B comienza a transmitir justo antes de que llegue el paquete de A entonces la colisión tardará P (tiempo) en volver a llegar a A y este ver la colisión.

*El tamaño mínimo de la trama está elegido a proposito ya que, como Ethernet especifica que hay una distancia (fisica) D máxima entre dos hosts entonces a la velocidad que transmite el medio alcanza con esa cantidad de bytes para inundar el medio y poder detectar una colisión.

*Si se tratara de enviar algo menor al minimo tamaño, suponiendo que nada lo impidiera, se podria llegar a transmitir todo el frame antes de que se determine si hubo o no colision. En ese caso, la estacion transmisora dejaria de analizar el cable cuando termina, y es posible que piense que el frame salio bien cuando realmente hubo colision y deberia haber hecho otro intento.

La razón de tener un tamaño mínimo en la trama es para prever que las estaciones completen la trasmisión de una trama antes de que el primer bit sea detectado al final del cable, donde este puede chocar con otra trama. Sin embargo, el tiempo mínimo de detección de colisión es el tiempo que toma una señal en propagarse por desde un extremo a otro del cable. Este tiempo mínimo es llamado Slot Time or Time Slot, que es el número de bytes que pueden ser trasmitidos en un Time Slot, en Ethernet el Slot Time es de 64 bytes, la longitud mínima de trama.

<b>Dentro de un segmento de LAN 802.3 un host envía a otro un mensaje de nivel de aplicación. Si uno de los frames Ethernet llega al destino y luego del chequeo del CRC es descartado. ¿Qué sucede con el frame? ¿Y con el mensaje de nivel de aplicación?</b>

Según fotocopias: Se tira. Será responsabilidad del LLC avisar o no, dependiendo del servicio

<b>En una LAN FastEthernet (IEEE 802.3u) se pueden usar conexiones full-duplex tanto sobre UTP como sobre fibra óptica. ¿Porqué es posible esto? ¿Qué significa full-duplex cuando se trata de Ethernet?</b>

Full duplex = transmitir y recibir a la vez. Es posible porque en ambos sistemas hay un par/fibra para transmitir y otro para recibir, entonces la transmision de un dato no interfiere con la recepcion (a menos que haya un hub que este mandando de vuelta los datos de un par de cables a otro).

'''Ernesto 2:'''

En fibra se podrian usar dos fibras o dos long. de onda distintas, en Ethernet hay uno de los cables del UTP para mandar y otro para recibir, a esto se refiere con el full duplex para mandar y recibir. En coaxil no es posible.

        r:= random(0,2^k-1);

Ver página 119 del Peterson.

* La relacion entre el numero de colisiones y el tiempo de espera es exponencial, de hecho el algoritmo se llama de <b>exponential backoff</b>.

* Para facilitar las colisiones? Por felicidad del algoritmo?

Creo que de este modo se reducen las superposiciones entre frames de distintos hosts y se reducen las colisiones. Por ejemplo: un frame enviado en el slot 1,5 colisiona con el slot 1 y con el slot 2. [Si alguien esta seguro borre el "Creo que" y las preguntas del editor anterior]

* Se da por vencido y reporta error; asi evita entrar en loop infinito.

*<b>Indique qué sucedería si en los momentos <math>T_i+5ms</math> y <math>T_i+7ms</math> los hosts "Messi" y "Tevez" reciben en sus buffers datos para ser enviados por el enlace. Los hosts "Messi" y "Tevez" están en el mismo segmento de 500 metros de cable.</b>

*<b>Indique qué sucedería si en el momento <math>T_i+2</math>µs el host "Riquelme" recibe en su buffer datos para ser enviados por el enlace. El host "Riquelme" esta a 2500 metros pasando por 4 hubs/repeaters.</b>

*No lo envían, porque al censarlo detectan colisión.

===Ejercicio 26===

<b>Se tiene el siguiente esquema de una WLAN (IEEE 802.11b, 11 Mbps) cuyos AP (Access Point) están interconectados mediante una LAN IEEE 802.3, 10 Mbps:</b>

*Menor a 9 Mbps o 7 Mbps, ya que las otras no son posibles pues no entran los paquetes.

*Si es necesario porque puede haber transmisiones de terceros que interfieran las de nuestra red.

*Se utilizan los 4 campos: dir1 es el destino final, dir2 es el emisor inmediato (el último que forwardeó), dir3 es la dirección inmediata, y dir4 es emisor original

===Ejercicio 28===

<b>Dada la siguiente topología de LAN:</b>

<b>donde los dispositivos que conectan los dos segmentos ethernet son LAN switches. ¿Qué problema se puede presentar si alguna de las PCs envía un mensaje broadcast? ¿Cómo se soluciona?</b>

*<b>En una red LAN que conecta 10 switches a través de trunks IEEE 802.1Q se implementan 50 VLANs, donde el árbol de STP (Spanning Tree Protocol - IEEE 802.1d) se arma para cada VLAN. ¿Cómo se diferencian los BPDU (Bridge Packet Data Unit) para el armado de cada árbol si en el contenido del BPDU no hay campo para indicar a que VLAN pertenece?</b>

*<b>Suponga que dos LAN switches tienen el mismo Bridge Priority y la misma dirección MAC. Indicar dos posibles problemas.</b>

<b>Para resolver ciclos en una red Ethernet (IEEE 802.3) se utiliza el Spanning Tree (IEEE 802.1d). Suponga que se trabaja con una red de 5 LAN switches dividida por 10 VLANs implementadas en todos los switches. ¿Cómo conviene utilizar Spanning Tree? ¿Un único árbol para todas las VLANS? ¿O un árbol por cada VLAN? Analice ventajas y desventajas.</b>

CST: Common Spanning Tree, un mismo árbol para todas las VLAN -> Sencillo y barato / No es óptimo para algunas o todas las VLAN

PVST: Per VLAN Spanning Tree, un árbol por VLAN -> Óptimo para todas las VLAN / Muy Costoso

MST: Multiple Spanning Tree, varios árboles cada uno para un conjunto de VLAN seteadas administrativamente -> A mano parte del seteo, no todos lo implementan

<b>Se tiene el siguiente diagrama de conectividad con EtherChannel que muestra su funcionamiento:</b>

<b>¿Por qué las tramas que salen del host A dirigidos al host D siguen el mismo camino y no se envían por otros enlaces integrantes del EtherChannel? ¿Por qué no se puede hacer un balance de carga por bytes en EtherChannel?</b>

Siempre siguen el mismo camino porque el camino es elegido basándose en un hash propietario que toma en cuenta el origen y el destino. Hay que tener en cuenta que siempre van por el mismo canal porque al estar en el nivel 2 los paquetes <b>no deben desordenarse</b>. Si se multiplexara por byte u otro medio podría llegar alguna parte enviada por un enlace rápido antes que una enviada por un enlace lento anteriormente.

<b>*Dos LAN switches se comunican entre sí por un EtherChannel de 4 enlaces FastEthernet. A uno de los switches se conectan 3 PCs a 100Mbps cada una. Al otro dos PCs a 10Mbps cada una ¿Cuál es el ancho de banda máximo que se puede aprovechar del EtherChannel en cada sentido?</b>

<br><b>Rta a la primera pregunta:</b>

300 Mbps para un lado y 20 Mbps para el otro. Esto se debe a que cada host sólo puede transmitir a otro host por medio de UN enlace.

Notar que lo realmente aprovechable es el mínimo procesable el cual es 20Mbps en ambos sentidos.

<br><b>Rta a la segunda pregunta:</b>

Suponiendo que los switches hacen store-and-forward vamos a calcular el uso de ancho de banda maximo para cada lado.

*Para la izquierda: solo hay, en cambio, dos posibles orígenes. Si ambos envían al mismo tiempo y dos canales distintos son ocupados entonces la máxima transferencia es de <b>2 Gbps</b>.

Está bien.

El Etherchannel siempre es tratado como un <b>único</b> enlace de la suma de las capacidades de sus subenlaces.

<b>En una LAN existen dos switches L2 que se conectan vía un enlace EtherChannel compuesto de 4 enlaces GigabitEthernet. Sobre el mismo se configuró IEEE 802.1Q para etiquetar a los frames indicando a que VLAN pertenecen. Indicar dos formas válidas distintas de distribuir la carga sobre los 4 enlaces.</b>

<b>Respuesta:</b>

<b>Entre dos LAN switches L2 denominados A y B existe una conexión IEEE 802.1Q. Físicamente están conectados por un tercer switch L2, denominado C, que solo se usa para esa conexión. El switch C no sabe nada de 802.1Q ni de VLANs. ¿En base a qué criterio decide forwardear tráfico el switch C? Entre los switches A y B no hay ningún protocolo estableciendo o manteniendo el trunk,

Por la dirección destino y la dirección origen.

<b>Se tiene la siguiente LAN con un switch L2 que une 4 hosts (H1 a H4). Se envían los siguientes frames, en este orden:

Sabiendo que la tabla de MAC address del switch se encuentra vacía, diga si los siguientes frames son enviados directamente a destino por el switch o son transmitidos por todos los puertos (broadcast). Indique también los cambios en la tabla de MAC address del switch, asumiendo que las entradas no expiran a lo largo del ejercicio.</b>

En orden:

===Ejercicio 37===

<b>Si a un switch se le presenta un mensaje con dirección MAC unicast de origen desconocida, ¿Qué hace? ¿Y con dirección MAC unicast de destino desconocida?</b>

Según fotocopias:

*con origen desconocido se agrega la dirección a su tabla

*con destino desconocido se hace broadcast

===Ejercicio 38===

<b>En la tabla de forwarding de un switch Ethernet se tiene las siguientes dos entradas:</b>

!Dirección de destino !! Port de salida !! VLAN

|00:00:0c:12:34:56 || e1 || 2

<b>¿Es esto posible?</b>

Hay dos PC con la misma MAC en dos VLAN distintas, como poder ser posible es posible (modificaron por soft el numero) pero no sabemos si el ejercicio apunta a eso.

<b>El ejercicio justamente apunta a eso. Es perfectamente posible, especialmente si hay multiples spanning tree. Ni siquiera es necesario que haya dos placas distintas con la misma MAC address. Podria ser la misma placa que pertenece a la vez a dos VLANs. Verificado por Ernesto.</b>

===Ejercicio 39===

<b>En una red con 2 LAN switches que están interconectados por 4 enlaces GigabitEthernet. ¿Se pueden usar los 4 enlaces al mismo tiempo?</b>

No, pues el camino es único.

==Ejercicios adicionales de la práctica vieja==