ARQUITECTURAS TELEMÁTICAS. Colección de ejercicios

ARQUITECTURAS TELEMÁTICAS Colección de ejercicios Lluís Casals Enrica Zola --- Septiembre 2006 --- Primera versión: septiembre 2005. Segunda vers

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ARQUITECTURAS TELEMÁTICAS

Colección de ejercicios

Lluís Casals Enrica Zola

--- Septiembre 2006 ---

Primera versión: septiembre 2005. Segunda versión: septiembre 2006.

Arquitecturas Telemáticas

Índice

ÍNDICE 1

Introducción ..............................................................................................5

2

Propagación de tramas.............................................................................7 2.1 2.2

3

Redes de área local (LAN) ......................................................................17 3.1 3.1.1 3.1.2

3.2

4

4.3.1

Evaluación de las prestaciones de un sistema de comunicación .........25 Dispositivos de interconexión y retardo de propagación.......................30 Source Address Table de los puentes transparentes .............................40 Ejercicios relacionados con otros apartados ..........................................44 Primitivas de servicio y redes LAN de alta velocidad ..................................... 44

Fundamentos del algoritmo STA...............................................................46 Cambio de topología ..................................................................................51 STP y aprendizaje de las direcciones MAC en las SAT de los puentes 54

Virtual Local Area Network.....................................................................63 6.1 6.2 6.2.1 6.2.2

7

Análisis de tramas Ethernet ............................................................................... 17 Primitivas de servicio.......................................................................................... 22

Spanning Tree Protocol..........................................................................45 5.1 5.2 5.3

6

Redes LAN IEEE802.3.................................................................................17

Interconexión de redes locales..............................................................29 4.1 4.2 4.3

5

Introducción al concepto de propagación en un medio compartido (sin considerar un protocolo MAC) ..................................................................8 Diferencia entre protocolos de acceso (MAC) .........................................10

VLAN ............................................................................................................63 Ejercicios relacionados con otros apartados ..........................................64 Primitivas de servicio y redes LAN de alta velocidad ..................................... 64 Interconexión de LAN y STP .............................................................................. 65

Mecanismos de acceso múltiple............................................................69 7.1 7.1.1 7.1.2

7.2 7.2.1 7.2.2

Protocolos de acceso determinista ..........................................................69 Asignación dedicada........................................................................................... 69 Por demanda controlada .................................................................................... 70

Protocolos de acceso aleatorio .................................................................72 ALOHA puro y ranurado ..................................................................................... 72 Familia CSMA....................................................................................................... 74

3

Arquitecturas Telemáticas

Propagación de tramas

1 INTRODUCCIÓN Este documento recopila una variedad de ejercicios sobre los temas que se tratan en la asignatura de Arquitecturas Telemáticas impartido en el curso 2B de Ingeniería Técnica de Telecomunicación, especialidad Telemática, de la EPSC. Las secciones de esta colección de ejercicios se corresponden, a grandes rasgos, con los temas tratados a lo largo del curso. En general, la secuencia de las secciones es la misma en que se tratan los temas durante el curso, aunque no siempre coincidan. Además, el orden de los ejercicios dentro de cada sección está pensado, en general, para que el nivel de dificultad vaya creciendo a medida que el estudiante hace más ejercicios. En muchos casos, el texto del ejercicio está precedido por una frase que resume el/los concepto/os que se espera que el estudiante adquiera a través del desarrollo del mismo. A continuación se hace una breve descripción de las secciones del documento. La sección 2 recopila los ejercicios de propagación de las tramas (PDU de nivel 2) en un medio compartido: en el apartado 2.1 el estudiante se familiarizará con el concepto de colisión de tramas, por lo que no es necesario especificar el tipo de protocolo de acceso que se utiliza en la red. Por esta razón, estos ejercicios se pueden resolver desde principio de curso, cuando aún no se han estudiado los protocolos de acceso al medio. En la parte final del curso, en cambio, el estudiante podrá confrontar los efectos de la aplicación de diferentes mecanismos de acceso al medio sobre la propagación de varias tramas de usuario en un medio compartido, resolviendo los ejercicios del apartado 2.2. Los ejercicios de la sección 3 están pensados para que el estudiante se familiarice con las redes de área local en general y con la familia de LAN IEEE 802.3, en particular (apartado 3.1). El apartado 3.2 reúne una serie de ejercicios que ayudarán a entender mejor el concepto de eficiencia de un sistema. Una vez consolidados los conocimientos de las redes de área local, el estudiante podrá aproximarse al concepto de interconexión de redes que se trata en los ejercicios de la sección 4. El objetivo principal del apartado 4.1 es definir las diferencias entre los dispositivos de interconexión: a través de estos ejercicios, se pretende que el estudiante reconozca las consecuencias de utilizar un dispositivo u otro y sepa analizar los efectos en términos de retardo de propagación. En el apartado 4.2 se proponen unos ejercicios para que el estudiante se familiarice con el concepto de aprendizaje de un puente transparente. La sección 5 reúne ejercicios sobre el algoritmo del Spanning Tree Protocol: se empieza con ejercicios sencillos para familiarizarse con el algoritmo y poder reconocer rápidamente como queda la topología de la LAN una vez se haya completado el cálculo del algoritmo. En el apartado 5.1 se proponen además unos problemas para que el estudiante tome conciencia de cómo un puente, o cualquier dispositivo que implemente el STP, calcula el algoritmo. El apartado 5.2 recopila unos ejercicios sobre el cambio de topología. Los ejercicios del apartado 5.3 están pensados para que el estudiante relacione la topología de árbol impuesta por el STP y el aprendizaje de las tramas de usuarios que llegan a los puertos no bloqueados de los puentes. La sección 6 está dedicada a las Virtual LAN (VLAN). La sección 7 reúne ejercicios sobre los protocolos de acceso al medio, organizados según la clasificación que se ve en clase de teoría. Es importante remarcar a los usuarios de esta colección de ejercicios que en ningún momento se ha pensado que este documento substituyera las clases de aplicaciones: más bien, puede servir de soporte para el aprendizaje del estudiante durante el curso. Finalmente, queremos contar con la colaboración de los usuarios de la presente colección de ejercicios con el objetivo de mejorarla. Para ello agradeceríamos que cualquier comentario, aclaración o error que se pudiera detectar nos fuese comunicado (por ejemplo por e-mail) para tenerlo en cuenta en futuras ediciones. Muchas gracias.

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Arquitecturas Telemáticas

Propagación de tramas

2 PROPAGACIÓN DE TRAMAS Este capitulo recoge varios ejercicios sobre la propagación de las tramas de datos en un medio compartido. El objetivo de estos ejercicios es familiarizarse con el concepto de colisión entre señales, evento que muchas veces se interpreta inadecuadamente como “choque entre tramas con consecuente pérdidas de los datos que llegan corruptos”. Una colisión entre dos (o más) señales se define como la superposición de las mismas en un punto del canal durante un determinado intervalo de tiempo. Un receptor que reciba dos señales superpuestas y que no las pueda separar no podrá interpretar correctamente los datos que estas señales llevan consigo y, por lo tanto, deberá descartarlas; pero, un receptor que se encuentre en otro punto de la red y que reciba las mismas señales pero en instantes de tiempos distintos (es decir, este receptor no recibe las dos señales superpuestas) podrá interpretar correctamente los datos (los mismos que otra estación tuvo que descartar). En definitiva: las colisiones ¡NO se propagan! Para convencerse de eso, basta pensar en las señales de radio que van interfiriéndose en el aire. El apartado 1 propone unos ejercicios sencillos sobre este tema: no es necesario haber estudiado los protocolos de acceso al medio para resolverlos. El apartado 2 propone una colección de ejercicios sobre la propagación de las tramas en los medios según diversos protocolos de acceso a los mismos. A menos que se indique lo contrario, consideraremos que los instantes de tiempo en los que hay algún evento (por ejemplo, la llegada de una trama, la transmisión de una trama, una colisión, etc.) son los mismos a nivel MAC y a nivel físico. Sólo en los ejercicios en los que se proporcionan valores de retardo adicionales, habrá que considerarlos. Además, en los ejercicios no tendremos en cuenta la presencia de relojes más o menos precisos en los receptores de los dispositivos, por lo tanto, a nivel físico, consideramos que en cuanto llega una señal el receptor la puede detectar. Esto nos permite simplificar los cálculos: pero no hay que olvidar que ¡estamos simplificando el proceso real!

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Arquitecturas Telemáticas

Propagación de tramas

2.1 Introducción al concepto de propagación en un medio compartido (sin considerar un protocolo MAC) Ejercicio 1 Introducción al concepto de propagación con presencia de colisión

Hay dos estaciones, A y B, en los extremos opuestos de un bus de 2 km de longitud. La tasa de transmisión del bus es de 10 Mbps. La longitud de las tramas que se envían es de 10 bytes. En el instante inicial t=0, ambas estaciones empiezan a transmitir una trama a la otra estación. Responder a las preguntas siguientes: 1. ¿Hay colisión entre las tramas? ¿Dónde? Justificar la respuesta completando el dibujo. Distancia (en metros o km) Tiempo(ensegundos)

2km

A

B

t =0

t = 0

2. ¿Hay alguna estación que reciba bien la trama que le envía la otra estación? Justificar la respuesta. 3. Si entre las dos estaciones, A y B, hay una tercera estación, C, que comparte el bus, ¿C recibirá bien las tramas que se intercambian las otras estaciones? Razonar la respuesta en función de la posición de C con respecto a las otras estaciones.

Ejercicio 2 Considerar la red wireless de la figura inferior: hay 4 estaciones que tienen un alcance de 50 metros. El tiempo de transmisión es fijo e igual a 1 µs; la velocidad de propagación en el aire es igual a la velocidad de la luz (3x108 m/s). Para simplificar, suponer que las comunicaciones son half duplex y que las estaciones descartan las tramas cuando se produzca una colisión.

B

C D

50 m

A

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Arquitecturas Telemáticas

Propagación de tramas

Suponiendo que en el mismo instante de tiempo (sea t=0) B envía una trama de broadcast a todas las estaciones de la red y D envía una trama a C, responder a las siguientes preguntas: 1. ¿Qué estaciones de la red reciben la trama de B? ¿Cuáles la descartan? Razonar la respuesta. 2. ¿C recibe correctamente la trama que D le envía? Razonar la respuesta.

Ejercicio 3 Una LAN con topología en bus tiene cuatro estaciones, A, B, C y D, distribuidas sobre el bus cada 500 m, con la estación A en un extremo y la estación D en el otro extremo. La velocidad de transmisión en el medio es de 10 Mbps. Si A y D transmiten una trama en el instante t = T1, ¿cuál es la mínima longitud permitida a la trama de A para que B “vea” colisión entre las dos tramas?

Ejercicio 4 ¿Cuál es la condición suficiente para que cualquier estación de una red half duplex detecte una posible colisión si el medio de transmisión es compartido? Demostrarlo.

Ejercicio 5 Considerar una red cualquiera en la que hayan 3 estaciones A, B y C. La distancia entre A y B es de 1500 metros, entre A y C 2000 metros y entre B y C 500 metros. La tasa del canal es de 100 Mbps. Si A transmite una trama “L(A_B)” con destino B, C transmite una trama “L(C_B)” con destino B en el mismo instante de tiempo t=0, ¿cuál puede ser la longitud máxima de la trama L(C_B) con tal que el destino reciba bien?

Ejercicio 6 Una LAN con topología en bus tiene cuatro estaciones, A, B, C y D, distribuidas en el bus cada 500m; la estación A está situada a un extremo y la estación D al otro extremo. La velocidad de transmisión en el medio es de 10 Mbps. Si A y D transmiten una trama en el instante t = T1, ¿cuál es la mínima longitud que puede tener la trama de A para que B “vea” colisión entre las dos tramas?

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Arquitecturas Telemáticas

Propagación de tramas

2.2 Diferencia entre protocolos de acceso (MAC) Ejercicio 1 Concepto de trama mínima para detectar colisión en CSMA/CD

Considerar una red half duplex a 100 Mbps que utiliza el mecanismo de acceso CSMA/CD. 1. ¿Cuál es la longitud de trama mínima permitida si la red tiene una longitud de 2 km? 2. Considerar dos estaciones A y B a los extremos opuestos de esta red. Si la estación A transmite una trama en el instante t=0 y la estación B una trama en t=x, ¿qué valor puede tener x si no queremos que haya colisión en todo el canal? Considerar una longitud de trama de 1500 bytes; volver a resolverlo considerando ahora una trama de 50 bytes.

Ejercicio 2 CSMA/CD – sin retransmisiones

Hay cuatro estaciones a lo largo de un bus; entre las dos estaciones más lejanas (A y D) hay un tiempo de propagación τ. Entre A y B hay (τ/5), entre A y C hay (3τ/5). Cada estación transmite en un determinado instante una PDU de tamaño fijo y equivalente a (11τ/5). Suponemos que la comunicación es half duplex. Los instantes en que cada estación tiene una PDU lista para transmitir son: tA= tB= (τ/5), tC= 0, tD= (8τ/5). Se pide: 1. Determinar, según el acceso CSMA/CD, cuándo puede transmitir cada estación y qué pasa en el canal. 2. Suponiendo que no haya retransmisiones de las PDUs que han colisionado anteriormente, decir si la estación A, al tener una nueva trama para transmitir en tA + τ, puede hacerlo. 3. Suponiendo que A transmita en tA + τ, ¿cómo afecta a la transmisión de D? ¿En qué instante podrá transmitir B con éxito?

Ejercicio 3 CSMA/CD con efectos provocados por el uso de un tiempo de transmisión insuficiente

Una red half duplex que funciona con CSMA/CD está formada por 3 estaciones (A, B, C). Supongamos que el retardo de propagación entre las estaciones sea 1/3 τ entre A y B, y τ entre A y C, y que A está situada en uno de los extremos de la red. Supongamos que el tiempo de transmisión de las tramas sea, para todas las estaciones, de 2/3 τ. Las estaciones B y C transmiten en el mismo instante t=0. 1. ¿Las estaciones B y C detectan alguna colisión? Razonar adecuadamente la respuesta. 2. ¿Hay colisión entre las tramas transmitidas? Razonar la respuesta. 3. ¿Durante cuanto tiempo transmiten las estaciones B y C? Supongamos ahora que entre las estaciones B y C se añada una estación D. El retardo de propagación entre las estaciones A y D es de 5/6 τ. Supongamos además que el tiempo durante el cual se transmite sea, a partir de ahora, de 8/3 τ. Supongamos que D empiece a transmitir en t=2τ mientras que A lo hace en t=7/3τ. Suponer que, si se detecta una colisión, el tiempo de backoff para volver a transmitir sea de 8τ. 4. ¿Durante cuanto tiempo transmiten las estaciones A y D?

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Arquitecturas Telemáticas

Propagación de tramas

5. Si la estación B se pone a la escucha del canal en t=3τ, ¿en qué instante detecta libre el canal?

Ejercicio 4 Concepto de distancia máxima entre estaciones para detectar colisión

Un segmento de LAN half duplex en bus que funciona a 10 Mbps tiene conectadas 3 estaciones (A, B y C). Las estaciones A y C están situadas cada una a un extremo del segmento y se sabe que la estación B está situada a mitad del camino entre A y C. Supongamos que las tramas, T, que transmiten las estaciones son de 512 bytes, como mínimo. 1. ¿Cuál es la distancia máxima que puede separar A y C para que cualquier estación que transmite pueda darse cuenta de las colisiones con cualquier trama de otra estación? 2. Si A tiene una trama a punto de transmitir en el instante tA = 0, la estación B en tB= 50 µs, y la estación C en tC= 170 µs, ¿qué tramas se transmiten con éxito y cuáles con colisión? Utilizar la distancia entre A y C encontrada en el apartado anterior. Considerar que se utiliza el mecanismo CSMA/CD y, en caso de colisión, no considerar que hay retransmisión.

Ejercicio 5 Concepto de colisión (relacionado con la posición)

Un segmento de red LAN half duplex usa el protocolo MAC CSMA/CD 1-persistente y tiene conectadas 3 estaciones (A, B y C). Las estaciones A y C están situadas cada una a un extremo del segmento. Suponer que el retardo de propagación entre las estaciones A y B es igual a la mitad del tiempo de transmisión de una trama, T, de 512 bytes. Se sabe que la estación A tiene una trama, T, a punto de transmitir en el instante tA= 0 y la estación C en tC= 102,5 µs. ¿A qué distancia de C debemos situar la estación B para que esta estación “vea” una colisión en t = 153,6 µs?

Ejercicio 6 Comparación entre distintos protocolos MAC: ALOHA, CSMA, CSMA/CD

Considerar el canal de la figura siguiente y contestar a las preguntas que se formulan a continuación (la zona con trama a rayas representa la transmisión de señal procedente de B).

A

2τ/3

B

τ/3

C

0

τ/3 2τ/3

2τ 7τ/3 8τ/3

1. Considerando el protocolo ALOHA puro, ¿la estación A enviará una trama en t = τ/3? Razonar la respuesta. 2. Sin considerar la pregunta anterior, contestar a la siguiente: considerando el protocolo CSMA-1p, ¿la estación A enviará una trama en t = τ/3? Razonar la respuesta. 3. Sin considerar las preguntas anteriores, dibujar las tramas que se envían por el canal según el mecanismo CSMA/CD (indicando los instantes en que empieza y en que acaba

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Propagación de tramas

de enviar y recibir; no considerar las retransmisiones). Considerar que la estación A tiene una trama a punto de transmitir en t = τ/3, B en t = 0 (tal y como se indica al dibujo) y C en t = 2τ/3. Considerar, también, que la longitud de la trama es el mínimo para asegurar la detección de colisión. Razonar la respuesta.

Ejercicio 7 Comparación entre distintos protocolos MAC: ALOHA, CSMA, CSMA/CD

Un canal compartido por tres estaciones A, B y C tiene un retardo de propagación extremo a extremo de τ segundos. La distancia en tiempo entre la estación A y las otras dos estaciones (B y C) es τ. B y C están prácticamente en el mismo sitio. El tiempo de transmisión de una PDU es fijo e igual a P = 8/3τ. A tiene una PDU lista para transmitir en tA = 0. B tiene una PDU lista para transmitir en tB = 2/3 τ. C tiene una PDU lista para transmitir en tC = 5/3 τ. Analizar, según los distintos protocolos de acceso (ALOHA, CSMA 1persistente, CSMA/CD), qué ocurre en el canal: 1. ¿Cuándo puede empezar a transmitir su PDU cada estación? 2. ¿En qué instantes de tiempo ve cada estación las colisiones? 3. ¿Cuando está libre el canal?

Ejercicio 8 CSMA/CA

Considerar una red WLAN 802.11b en modo infraestructura donde hay dos estaciones (A y B) y un Access Point (AP). El radio de cobertura (o alcance) de todos los dispositivos es de 100 metros. La estación A está a una distancia de 60 metros del AP; B a 90 metros del AP; A y B a 150 metros una de la otra. Considerar un retardo de propagación por el aire de 300 metros/µs. Teniendo en cuenta que se aplica el mecanismo CSMA/CA con RTS/CTS, considerar que en el instante t=0 la estación A quiere transmitir una trama al Access Point y que en el instante t=16 µs la estación B quiere transmitir una trama al Access Point. Suponer que las tramas que se envían son de 1045 bytes, el RTS de 20 bytes, el CTS y el ACK de 14 bytes. Considerar que todas las transmisiones se hacen a una tasa de 11 Mbps (sin hacer distinción entre la velocidad de transmisión de la cabecera MAC y los datos). Considerar los siguientes valores para los intervalos IFS (Inter Frame Space): •

DIFS = 1,5 µs tiempo durante el cual se escucha el canal antes de transmitir un RTS



SIFS = 0,7 µs tiempo durante el cual se escucha el canal antes de transmitir un CTS, un ACK o la trama de datos

Considerar los siguientes valores para el backoff: •

Estación A = 150 µs



Estación B = 180 µs



AP = 140 µs

Para calcular los tiempos, se aconseja usar valores con precisión de centésimas de µs. 1. ¿En qué instante la estación A recibe el CTS? ¿Qué dispositivo de la red lo envía? Razonar la respuesta.

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Arquitecturas Telemáticas

Propagación de tramas

2. ¿En qué instante la estación A inicia la transmisión de su trama de datos? ¿Hay colisión? ¿Con qué trama? Razonar la respuesta. 3. ¿En que estado encuentra el canal la estación B en el instante en que ésta quiere transmitir? Razonar la respuesta.

Ejercicio 9 CSMA/CD con retransmisiones

Una red que utiliza el protocolo MAC CSMA/CD No Persistente está formada por 4 estaciones (A, B, C y D). Suponer que el retardo de propagación entre las estaciones conectadas a un medio con topología en bus es el siguiente: •

τ/2 entre A y B,



2τ/3 entre A y C,



τ entre A y D (B y C están situadas entre Ay D).

Suponer que el tiempo de transmisión de las tramas es 8/3 τ y es igual para todas las estaciones. Se sabe que las estaciones tienen una trama a punto para transmitir en los instantes de tiempo siguientes: •

tB= 0



tD= τ/3

También sabemos que durante el tiempo de observación ninguna otra estación tiene tramas para transmitir. Por otra parte, el tiempo que esperará cada estación en volver a escuchar el canal después de encontrarlo ocupado en el primer intento de transmisión es Ta= 4τ. Si se produce una colisión, cada estación emite una señal de jamming de duración fija e igual a τ/3. En el caso de detectar una colisión, la estación B calcula backoff Tb(B) = τ; y la estación D el calcula de Tb(D)= τ/2. 1. Dibujar el diagrama de propagación de las tramas (nuevas y retransmisiones) en el canal, indicando los tiempos de cada evento. 2. ¿Durante cuánto tiempo transmiten PDUs las estaciones B y D, la primera vez que lo intenten? 3. ¿En qué instante y durante cuánto tiempo detectan la colisión las estaciones A y C? Razonar la respuesta. 4. ¿En qué instante de tiempo la estación D vuelve a transmitir la trama que no había enviado con éxito? Razonar la respuesta y enumerar las acciones que llevará a cabo la estación para poder transmitir con éxito.

Ejercicio 10 CSMA/CD con retardos entre nivel MAC y nivel físico. Ventaja del IFG

Tenemos tres estaciones A, B y C comunicándose sobre un bus compartido half duplex Gigabit Ethernet. Las distancias entre las estaciones son: AB = 25 metros; BC = 50 metros; AC = 75 metros. Considerar que, entre el instante en el que el nivel físico reporta al MAC el estado de canal libre y el instante en el que se realice la transmisión a nivel físico, transcurren 25 ns; considerar que hay un retardo de 50 ns entre el instante en que el nivel físico detecta colisión y el instante en el que deja de transmitir los datos para emitir la señal de jamming. En cambio, considerar que el retardo entre el momento en que el MAC pide el estado del canal y el instante en el que el nivel físico contesta es despreciable.

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Arquitecturas Telemáticas

Propagación de tramas

Las tramas que se envían las estaciones son todas tramas de 617 bytes. Recordar que el formato de trama MAC incluye unos bits iniciales para la sincronización de los receptores y unos bits de inicio de trama que, a nivel de tiempo de transmisión de la señal, hay que tener en cuenta. Considerar los siguientes valores para el backoff: A: 10 µs; B: 20 µs; C: 30 µs Considerando que la estación B tiene lista una trama para enviar a C en t = 0 (suponer que es la referencia y que anteriormente no ha habido transmisiones) y una segunda trama lista en t = 4 µs. Además, la estación A tiene una trama lista para transmitir a C en t = 1 µs, y la estación C tiene una trama lista para transmitir a B en t = 3 µs. 1. ¿Después de cuántos intentos la estación B consigue transmitir con éxito su primera trama? 2. ¿Cuándo empieza a transmitir A su trama? ¿Por qué? Justificar gráficamente y analíticamente la respuesta. 3. ¿Hasta qué instante está transmitiendo A? ¿por qué? Justificar gráficamente y/o analíticamente la respuesta. 4. ¿Qué hubiese pasado si no existiera el IFG (Inter Frame Gap)? ¿En qué instante hubiese podido transmitir A? Reflexionar sobre las ventajas y desventajas de este mecanismo: tener en cuenta que la bondad de un mecanismo de acceso se mide con respecto a todas las estaciones. 5. ¿En qué instante de tiempo la estación C consigue transmitir su trama con éxito?

Ejercicio 11 CSMA/CD con retransmisiones y con retardos entre nivel MAC y nivel físico

Tenemos tres estaciones A, B y C comunicándose sobre un bus compartido half duplex Gigabit Ethernet. Las distancias entre las estaciones son: AB = 100 metros; BC = 200 metros; AC = 300 metros. Considerar que, entre el instante en el que el nivel físico reporta al MAC el estado de canal libre y el instante en el que se realice la transmisión a nivel físico, transcurren 25 ns; considerar que hay un retardo de 50 ns entre el instante en que el nivel físico detecta colisión y el instante en el que deja de transmitir los datos para emitir la señal de jamming. En cambio, considerar que el retardo entre el momento en que el MAC pide el estado del canal y el instante en el que el nivel físico contesta es despreciable. Las tramas que se envían las estaciones son todas tramas de longitud mínima. Recordar que el formato de trama MAC incluye unos bits iniciales para la sincronización de los receptores y unos bits de inicio de trama que, a nivel de tiempo de transmisión de la señal, hay que tener en cuenta. Considerar los siguientes valores para el backoff: •

A: 30 µs



B: 20 µs



C: 40 µs

La estacón A tiene, a nivel MAC, una trama lista para enviar a C en t = 0 (suponer que es el instante de referencia y que anteriormente no han habido transmisiones). La estación B tiene, a nivel MAC, una trama lista para transmitir a A en t = 1 µs y la estación C una trama para A en t = 4,5 µs. 1. ¿Cuándo acabará la estación C de recibir la trama que le ha enviado A? Justificar gráficamente y/o analíticamente la respuesta.

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Arquitecturas Telemáticas

Propagación de tramas

2. ¿Cuándo empezará la estación B a transmitir su trama? ¿Por qué? Justificar gráficamente y/o analíticamente la respuesta. 3. ¿Hasta qué instante está transmitiendo la estación B su trama? ¿Por qué? Justificar gráficamente y/o analíticamente la respuesta. 4. ¿En qué instante acabará de recibir correctamente la trama de B el usuario A? 5. Considerar que en el instante t = 15 µs la estación B tiene otra trama para transmitir. Razonar qué pasa en este caso. ¿En qué instante puede la estación B transmitir su segunda trama? 6. Considerar que en el instante t = 45 µs la estación A tiene otra trama para transmitir. Razonar qué pasa en este caso (¡recordar que hay estaciones en backoff!). ¿En qué instante, la estación A, puede transmitir su segunda trama? 7. ¿En qué instante consigue transmitir con éxito su primera trama la estación C? 8. Reflexionar sobre el retardo diferente que sufren las transmisiones con este mecanismo de acceso. ¿Cómo se podría evitar la primera colisión que hay entre la primera trama de B y la trama de C? ¿Implica algún empeoramiento de otro parámetro el cambio que se propone?

Ejercicio 12 Comparación entre distintos protocolos MAC: ALOHA, CSMA, CSMA/CD

Las estaciones A, B, C, D y E de una red half duplex con topología en bus están distribuidas sobre el medio de transmisión de forma que B está a τ/2 segundos de A, C y D están a 2/3 τ segundos de A, donde τ es el tiempo de propagación entre las estaciones más distantes, es decir entre E y A. Considerar que todas las estaciones envían tramas de longitud fija equivalente a 2,5 τ. Para los primeros tres apartados, supondremos que A, B, C y E transmiten una trama en to = 0 y que ninguna estación reintenta la transmisión cuando haya colisión. 1. Si se utiliza el protocolo ALOHA puro como mecanismo de acceso, ¿cuál será la longitud del fragmento de trama que cada estación enviará al primer intento de transmisión? 2. Si se utiliza el protocolo CSMA/CD como mecanismo de acceso, ¿cuál será la longitud del fragmento de trama que cada estación enviará al primer intento de transmisión? 3. Suponiendo que se utiliza CSMA/CD y que la estación D quiere transmitir en el instante t = τ, ¿podrá empezar la transmisión en dicho instante? Considerar ahora que las estaciones A, B, C y E están escuchando el canal en t = 4τ y que la estación D ha empezado una transmisión en t = 3τ. 4. Suponiendo que solo transmite la estación D, ¿cuál será el instante en que cada estación detecta libre el canal?

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Arquitecturas Telemáticas

Redes de área local

3 REDES DE ÁREA LOCAL (LAN) 3.1 Redes LAN IEEE802.3 3.1.1 Análisis de tramas Ethernet Concepto de formato de trama (PDU de nivel 2, MAC con LLC)

A continuación se proponen algunas capturas de tramas Ethernet. Los campos están ordenados en grupos de cuatro octetos cada uno; cada octeto (o byte) está representado en hexadecimal. Se pide que se analice cada trama, identificando los campos relevantes a nivel MAC y a nivel LLC (cuando sea posible). Para eso es necesario haber aprendido la estructura de las diferentes tramas Ethernet. Tener en cuenta que, a pesar de que en el formato de trama MAC hay que tener en cuenta los campos de sincronización y SFD (Start Frame Delimiter), los analizadores de protocolo no suelen mostrar dichos campos, así que en las siguientes capturas NO aparecen. A continuación se ofrecen unas tablas con algunos valores de referencia: Lista SAP 04 08 42 98 E0 F0

ETHERTYPES 08-00 08-06 80-D5 81-37, 81-38 86-DD

IBM SNA Path Control SNA IEEE 802.1 Bridge STP ARPANET ARP Novell Netware IBM NetBIOS

IP Datagram ARP IBM SNA services over Ethernet NetWare data units IP v6 datagram

Ejercicio 1 01 03 00 00

00 00 04 00

0C 00 4D 00

DD 0C E2 00

DD 20 BD 00

DD 01 09 00

00 10 00 00

04 00 00 00

4D 00 00 00

E2 01 00 00

BD 00 00 00

09 00 00 00

00 18 AA AA 00 00 00 00 00 00 00 00

00 00 00 00

00 00 00 00

00 00 06 00

00 00 28 00

06 64 38 00

28 00 6A 00

38 06 C2 00

6A 28 80 00

DC 77 2B 00

00 26 42 42 43 70 00 00 02 00 14 00

FF 04 00 00

FF 00 00 00

FF 01 00 00

00 00 93 00

04 04 53 00

4D 4D 71 00

71 71 1A 00

DB DB 00 00

09 09 00 00

08 06 00 01 93 53 71 02 00 00 00 00

Ejercicio 2 01 03 00 02

80 00 08 00

C2 00 80 0F

Ejercicio 3 FF 08 00 00

FF 00 00 00

FF 06 00 00

17

Arquitecturas Telemáticas

Redes de área local

Ejercicio 4 00 04 75 E8 05 DC D3 26 71 91 00 50 …. 77 72 61 70 61 6E 79 61

3E 64 00 04 40 00 3C 06 04 2D 3B 92 …. 20 63 6C 61 22 20 77 69

4D 71 DB 09 B9 BB 93 53 B8 3A E0 B9 …. 73 73 3D 22 64 74

08 00 45 00 14 02 93 53 F3 25 50 10 …. 70 65 73 74

(90 Líneas)

Ejercicio 5 FF 00 FF 20 2E 2F 20 65 63 2E 74 20

FF AC FF 69 65 64 39 61 6F 36 20 2B

FF 00 02 70 73 6A 32 74 6E 2E 39 20

FF 00 77 70 3A 39 30 65 66 78 32 68

FF 40 02 3A 36 32 43 64 69 22 30 70

FF 00 77 2F 33 30 20 20 67 20 43 69

00 40 00 2F 31 63 6C 62 2D 22 2C 6A

E0 11 98 67 2F 20 6F 79 70 48 20 73

18 35 F9 69 70 22 63 20 72 50 46 22

0A 69 79 62 72 44 61 72 69 20 6F 0A

5A 93 31 62 69 65 6C 65 6E 44 6F

12 53 30 73 6E 73 22 64 74 65 6D

08 71 31 2E 74 6B 20 68 65 73 61

00 85 65 75 65 6A 22 61 72 6B 74

45 FF 20 70 72 65 43 74 20 4A 69

00 FF 33 63 73 74 72 2D 30 65 63

FF 04 00 00

FF 00 00 00

FF 01 00 00

00 00 93 00

04 04 53 00

4D 4D 71 00

E2 E2 64 00

BD BD 00 00

09 09 00 00

08 06 00 01 93 53 71 03 00 00 00 00

Ejercicio 6 FF 08 00 00

FF 00 00 00

FF 06 00 00

Ejercicio 7 FF 00 71 71

FF FF CE CF FF 00 AB 00 …. 45 00 02

FF 24 8A 8A 00

FF 00 00 00

FF 00 00 80 8A 00 A4 00 …. 50 34 52

04 11 BA 00 45

75 60 88 20

FF F3 A9 93 23 11 46 41 …. 43 32 30

F8 53 0E 44

08 71 A0 45

00 45 AB 93 13 93 46 43 ….

00 53 53 45

(9 Líneas)

00

Ejercicio 8 FF FF FF FF 03 FF FF 00 …. 6C 00

FF FF 02 0B E1 00 14 00 ….

CD A9 AE 09 00 00 00 FF ….

00 E4 E0 E0 FF FF FF FF ….

(13 Líneas)

18

Arquitecturas Telemáticas

Redes de área local

Ejercicio 9 FF 00 10 30 4E 00 10

FF 60 72 30 50 00 72

FF 00 80 30 49 00 80

FF 04 02 31 34 00 02

FF 10 00 45 34 00 00

FF 72 01 36 38 00 01

00 80 E6 34 32 00 E6

01 02 44 34 39 00 44

E6 FF 82 38 45 00 82

44 FF 9E 32 00 00 9E

82 FF 04 39 00 00 40

9E FF 52 45 00 00 0C

81 FF 00 38 00 00 00

37 FF 02 32 00 00 01

FF 04 03 44 00 00

FF 52 0C 47 00 00

FF 60 00 30 50 00 00

FF 00 00 30 49 00 00

00 00 00 31 41 00 00

01 00 00 45 35 00 00

E6 00 01 36 43 00 01

A5 00 E6 41 44 00 E6

CD 00 A5 35 41 00 A5

A6 FF CD 43 36 00 CD

00 FF A6 44 00 00 A6

63 FF 04 41 00 00 40

E0 FF 52 36 00 00 0C

E0 FF 00 38 00 00 00

00 00 04 00 20 02

00 00 2D 06 63 77

00 00 3B 28 6C 00

06 64 92 38 61 98

28 00 B8 6A 73 F9

38 06 3A C2 73 79

6A 28 E0 80 3D 31

DC 77 B9 2B 22 30

00 43 F3 02 70 31

52 70 25 00 65 65

42 00 50 14 73 20

42 00 10 00 74 33

00 20 04 00 20 00

00 01 2D 06 63 00

00 00 3B 28 6C 00

06 64 92 38 61 00

28 00 B8 6A 73 00

38 06 3A C2 73 00

6A 28 E0 80 3D 00

DC 77 B9 2B 22 00

00 43 F3 02 70 00

52 70 25 00 65 00

AA 00 50 14 73 00

AA 00 10 00 74 00

DD 20 C4 00

DD 01 80 00

00 10 00 00

11 00 00 00

5D 00 00 00

4A 01 00 00

C4 00 00 00

80 00 00 00

00 18 AA AA 00 00 00 00 00 00 00 00

FF 60 00 00

FF 00 00 00

00 00 00 00

01 00 00 00

E6 00 01 00

A5 00 E6 00

CD 00 A5 00

A6 FF CD 00

00 28 E0 E0 FF FF FF FF A6 04 52 00

Ejercicio 10 FF 03 FF 02 30 00 00 01

FF FF 04 03 44 00 00

FF FF 52 0C 31 00 00

FF 00 00 30 4E 00 00

Ejercicio 11 01 03 71 00 77 FF

80 00 91 08 72 FF

C2 00 00 80 61 02

00 00 50 00 70 77

Ejercicio 12 01 03 71 00 77 00

80 00 91 08 72 00

C2 00 00 80 61 00

00 00 50 00 70 00

Ejercicio 13 01 03 00 00

00 00 11 00

0C 00 5D 00

DD 0C 4A 00

Ejercicio 14 FF 03 FF 02

FF FF 04 03

FF FF 52 0C

FF 00 00 30

19

Arquitecturas Telemáticas

Redes de área local

Ejercicio 15 03 03 4f 4f 42 00 46 00 5d 4e 45 5c 00 00

00 2c 4d 4d 25 00 00 00 00 45 44 4e 4e 43

00 00 45 45 00 00 02 5c 5c 54 49 45 00 00

00 ff 44 44 00 00 00 00 4d 4c 41 54 4e 33

00 ef 49 49 00 00 00 46 41 4f 43 5c 00 00

01 08 41 41 00 00 00 00 49 47 33 47 4f 00

00 00 20 43 18 00 00 5c 4c 4f 00 45 00 00

30 00 20 33 04 ff 00 00 53 4e 5c 54 4d 0b

1b 00 20 20 00 fe 02 03 4c 00 4d 44 00 00

b6 00 20 20 00 00 00 00 4f 07 41 43 45 00

04 00 20 20 00 00 00 01 54 00 49 37 00 10

db 00 20 20 00 00 00 00 5c 49 4c 32 44 ff

00 00 1c 00 00 00 00 00 4e 4e 53 30 00 ff

d1 49 49 ff 00 11 00 00 45 4e 4c 00 49 ff

f0 4e 4e 53 00 00 00 02 54 4f 4f 00 00 ff

f0 4e 4e 4d 00 00 00 00 5c 4d 54 49 41

FF 10 00 45 34 00 00

FF 72 01 36 37 00 01

00 80 E6 34 32 00 E6

01 02 44 34 46 00 44

E6 FF 72 37 32 00 72

44 FF F2 32 00 00 F2

72 FF 04 46 00 00 40

F2 FF 52 32 00 00 0C

81 FF 00 38 00 00 00

37 FF 02 32 00 00 01

FF 04 03 44 00 00

FF 52 0C 47 00 00

00 ef 49 49 00 00 00 46 41 4f 43 5c 00 00

01 08 41 41 00 00 00 00 49 47 33 47 4f 00

00 00 20 43 18 00 00 5c 4c 4f 00 45 00 00

30 00 20 33 04 ff 00 00 53 4e 5c 54 4d 0b

1b 00 20 20 00 fe 02 03 4c 00 4d 44 00 00

b6 00 20 20 00 00 00 00 4f 07 41 43 45 00

04 00 20 20 00 00 00 01 54 00 49 37 00 10

db 00 20 20 00 00 00 00 5c 49 4c 32 44 ff

00 00 1c 00 00 00 00 00 4e 4e 53 30 00 ff

d1 49 49 ff 00 11 00 00 45 4e 4c 00 49 ff

ff 4e 4e 53 00 00 00 02 54 4f 4f 00 00 ff

ff 4e 4e 4d 00 00 00 00 5c 4d 54 49 41

FF 60 00 30 50 00 00

FF 00 00 30 49 00 00

00 00 00 31 41 00 00

01 00 00 45 35 00 00

E6 00 01 36 43 00 01

A5 00 E6 41 44 00 E6

CD 00 A5 35 41 00 A5

A6 FF CD 43 36 00 CD

00 FF A6 44 00 00 A6

63 FF 04 41 00 00 40

E0 FF 52 36 00 00 0C

E0 FF 00 38 00 00 00

Ejercicio 16 FF 00 10 30 4E 00 10

FF 60 72 30 50 00 72

FF 00 80 30 49 00 80

FF 04 02 31 34 00 02

Ejercicio 17 03 03 4f 4f 42 00 46 00 5d 4e 45 5c 00 00

00 2c 4d 4d 25 00 00 00 00 45 44 4e 4e 43

00 00 45 45 00 00 02 5c 5c 54 49 45 00 00

00 ff 44 44 00 00 00 00 4d 4c 41 54 4e 33

Ejercicio 18 FF 03 FF 02 30 00 00 01

FF FF 04 03 44 00 00

FF FF 52 0C 31 00 00

FF 00 00 30 4E 00 00

20

Arquitecturas Telemáticas

Redes de área local

Ejercicio 19 Describir con todo detalle el formato de una trama MAC Ethernet 802.3 (en formato hexadecimal) especificando los campos que hemos visto en clase y rellenándolos con la siguiente información: -

La trama MAC proviene de una estación con ID OUI 15 del fabricante CISCO (id: X’00044D);

-

La trama MAC está dirigida a X’01-80-C2-00-00-00;

-

Los datos de esta trama MAC contienen información proveniente del protocol STP (Spanning Tree Protocol), en el específico una BPDU de configuración (recordar que tiene un tamaño de 35 bytes y que está dirigida a todos los puentes).

A qué tipo de trama corresponde? A qué tipo de destino está dirigida la trama MAC? Tendrá relleno y, si sí, cantos bytes? Tener en cuenta los valores que hay al principio de este apartado, si los necesitáis.

21

Arquitecturas Telemáticas

Redes de área local

3.1.2 Primitivas de servicio Ejercicio 1 Concepto de primitiva de servicio combinado con eventos asociados con el intercambio de un paquete (PDU de nivel 3) entre dos sistemas

Tenemos dos sistemas, A y B, que van a intercambiar un paquete de nivel 3 (nivel de red). Estos sistemas implementan los siguientes protocolos a nivel de RED: IP, IBM NetBIOS. Ambos sistemas usan la tecnología Ethernet 10BaseT. El subnivel LLC dispone de las siguientes direcciones SAP (en hexadecimal): •

Dirección SAP (IP) = 06



Dirección SAP (IBM NetBIOS) = F0

En cuanto al subnivel MAC, cada sistema tiene asignadas la dirección MAC (OUI_dispositivo, en hexadecimal) siguiente: •

Dirección MAC (sistemaA) = cisco_E2 BD 09



Dirección MAC (sistemaB) = 3com_FF F3 F8

El proceso de comunicación empieza cuando la entidad de protocolo IP del sistema A tiene lista una N_PDU (paquete IP) de 42 bytes (véase el dibujo) para enviar a la entidad de protocolo IP del sistema B.

Cabecera IP

Datos

20 Bytes

22 Bytes

Describir, paso a paso, como se realiza esta transferencia de datos desde que la entidad de protocolo IP del sistema A la envía hasta que la entidad de protocolo IP del sistema B la recibe. (Hay que tener en cuenta los protocolos que interviene en cada nivel y el formato de PDU correspondiente, los servicios que pueden ofrecer cada entidad y las primitivas de servicio que se utilizan).

Ejercicio 2 Concepto de primitiva de servicio combinado con eventos asociados con el intercambio de un paquete (PDU de nivel 3) entre dos sistemas

Tenemos dos sistemas, A y B, que implementan los siguientes protocolos a nivel de RED: IP, IBM NetBIOS. Ambos sistemas usan la tecnología Gigabit Ethernet 1000baseT que usa Frame Bursting. Además, los dos sistemas están directamente conectados a un Switch. Sabemos que las direcciones SAP para IP y NetBIOS son (en hexadecimal): •

Dirección SAP (IP) = 06



Dirección SAP (IBM NetBIOS) = F0

Y que las direcciones MAC (OUI_dispositivo en hexadecimal) son: •

Dirección MAC (sistemaA) = cisco_E2 BD 09



Dirección MAC (sistemaB) = 3com_FF F3 F8

La entidad de protocolo de nivel 3 del sistema A tiene que enviar un bloque de datos de 3000 bytes al sistema B. Recordar que el nivel 3 es el encargado de fragmentar los datos para que se ajusten a los tamaños máximos permitidos en las capas inferiores. Recordar además que el protocolo IP añade una cabecera de 20 bytes sobre los datos que debe enviar.

22

Arquitecturas Telemáticas

Cabecera IP 20 Bytes

Redes de área local

Datos

Describir paso a paso como se realiza esta transferencia de datos desde que la entidad de protocolo IP del sistema A los envía hasta que la entidad de protocolo IP del sistema B los recibe. Tener en cuenta los protocolos que se usan en cada nivel y el formato de PDU correspondiente, los servicios que cada entidad puede ofrecer y las primitivas de servicio que se utilizan.

Ejercicio 3 Concepto de primitiva de servicio combinado con eventos asociados con el intercambio de un paquete (PDU de nivel 3) entre dos sistemas

Consideramos la figura de la página siguiente donde se representa la arquitectura de una red Gigabit Ethernet Half-Duplex: responder a las preguntas que indicamos a continuación, suponer que el canal no introduzca error y que no hayan otras transmisiones en toda la red. 1. ¿Qué tipo de dispositivos pueden tener la arquitectura representada en el punto 1 de la figura? 2. Dibujar la MAC-PDU (punto 2 de la figura) con todos los detalles (donde sea posible, aplicar los valores que se indican como datos). 3. ¿A qué primitiva de servicio corresponde el punto 3 de la figura? Indicar tanto el nombre como los parámetros relacionados con la primitiva y comentar qué indican. 4. Completar la parte del esquema correspondiente al punto 4 con las dos primitivas que faltan, junto con sus parámetros. 5. Calcular la eficiencia del canal GigabitEthernet Half-Duplex desde el punto de vista del usuario del servicio de la capa MAC.

23

LLC

MAC

DSAP: 71

SSAP: 71

D E

M E D I

PHY

T R A N Enviament de la MAC-PDU S M I S S I Ó

PHY

MAC

1

DMAC (@MAC destí): Cisco_3a 45 f0

Dades per completar les preguntes:

3

MAC-PDU

2

DL_UNITDATA. request (DSAP i DMAC, SSAP i SMAC, MA_UNITDATA. LLC-SDU) request (DMAC, MAC-SDU)

RED-PDU (400 bytes)

XARXA

Estació A

Lògica de reenviament

MAC

D E

M E D I

PHY MAC

SMAC (@MAC origen): 3com_41 83 a9

T R A N S Enviament de la MAC-PDU M I S S I Ó

PHY

Estació B

4

LLC

XARXA

24

24

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3.2 Evaluación de las prestaciones de un sistema de comunicación Ejercicio 1 Concepto de eficiencia a nivel de usuario de un servicio

Suponer que tenemos un segmento de LAN Ethernet, del cual sabemos que utiliza 10Base-T y que el sub-nivel LLC está presente en los sistemas conectados a él. Calcular los siguientes parámetros relacionados con las prestaciones del segmento de LAN, desde el punto de vista del usuario del subnivel MAC, suponiendo siempre que sólo hay una estación activa: •

capacidad;



eficiencia de trama;



throughput máximo.

Ejercicio 2 Concepto de eficiencia a nivel de usuario de un servicio

Sin tener en cuenta el mecanismo de acceso, queremos evaluar la eficiencia de canal desde el punto de vista del usuario del servicio MAC en las situaciones siguientes: 1. Ethernet 10Mbps 2. Fast Ethernet 3. Gigabit Ethernet con: a) Extensión de portadora b) Frame bursting c) Jumbo frame Æ trama máxima de 9000 bytes de datos Considerar una longitud de los datos útiles de 46 bytes y de 1500 bytes (evaluar los dos casos). Para el caso 3, también considerar los siguientes casos de longitud de datos útiles: 5000 bytes y 4600 bytes. Tener en cuenta los siguientes parámetros: •

IFG = 96 tiempos de bit



Trama de longitud mínima (desde el campo de dirección MAC hasta el CRC) = 64 bytes (puntos 1 y 2); 512 bytes (punto 3)



Trama de longitud máxima (desde el campo de dirección MAC hasta el CRC) = 1518 bytes (puntos 1, 2, 3a y 3b); 9018 bytes (3c)



Preámbulo + SFD = 8 bytes

25

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Ejercicio 3 Concepto de arquitectura de un sistema e intercambio de información entre las capas y eficiencia a nivel de capa de usuario

Desde una estación, A, se quiere transmitir un paquete IP de 512 bytes (tamaño total). La estación tiene una interficie de red (NIC) Ethernet que cumple el estándar IEEE 802.3 (10Base-T a nivel físico), también implementa el estándar IEEE 802.2. La transmisión de los paquetes IP se realiza a través de los servicios que proporciona la capa LLC. Estimar la eficiencia que tendrá la transmisión, suponiendo que ninguna otra estación transmite, y que A genera paquetes con una tasa de 100 paquetes por segundo. 1. ¿Qué tipos de trama Ethernet se pueden usar en este escenario? 2. Primero describir el proceso de envío del paquete IP detallando las primitivas de servicio que se usan en cada sub-nivel y las PDU que se intercambiarán éstos con los subniveles pares. 3. Calcular la eficiencia de la comunicación desde el punto de vista de un usuario del servicio de la capa MAC y desde el punto de vista de un usuario del servicio de la capa LLC. 4. Calcular la eficiencia de la trama MAC y la eficiencia de la trama LLC.

Ejercicio 4 Concepto de eficiencia a nivel de usuario de un servicio

Considerar un paquete IP de tamaño igual a 4800 bytes que se va a transmitir en un canal Gigabit Ethernet. Evaluar la eficiencia de la comunicación desde el punto de vista de: 1. Usuario del servicio LLC 2. Usuario del servicio MAC (no se aplica ninguna técnica para mejorar la eficiencia: ni frame bursting, ni jumbo frames) 3. Usuario del servicio físico

Ejercicio 5 Concepto de arquitectura de un sistema e intercambio de información entre las capas y eficiencia a nivel de usuario de un servicio

Una estación, A, tiene un paquete IP de 57 bytes (longitud total) para transmitir. La estación A tiene una interfaz de red (NIC) Fast Ethernet que cumple el estándar IEEE 802.3 (100Base-T4 a nivel físico), y el nivel MAC ofrece sus servicios a la capa LLC 802.2. Suponer que tan sólo la estación A transmite paquetes y que esta estación genera 10 paquetes cada segundo. 1. Describir todo el proceso de envío de un paquete IP, con todo el detalle de las primitivas de servicio que cada subnivel utiliza y las PDUs que cada capa intercambia con su nivel par. 2. Calcular la eficiencia de la comunicación desde el punto de vista de un usuario del servicio de la capa MAC y desde el punto de vista de un usuario del servicio de la capa LLC. 3. Calcular la eficiencia de la trama MAC y la eficiencia de la trama LLC.

26

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Redes de área local

Ejercicio 6 Concepto de arquitectura de un sistema e intercambio de información entre las capas y eficiencia a nivel de usuario de un servicio

Un equipo terminal de usuario (PC) se comunica con una impresora a través d’Ethernet 10Base-T. Los dos equipos disponen de una pila de protocolos con los estándares de LAN IEEE 802.3 y IEEE 802.2 para los niveles físico y de enlace, y de la familia de protocolos TCP/IP para los niveles de red y superiores. Consideremos una de las unidades de datos del nivel IP que en el instante t = 0 seg. el PC quiere transmitir a la impresora. Datos: Dirección IP del PC: 147.83.115.20 Dirección IP de la impresora: 147.83.115.10 Dirección MAC del PC: 00E018-0A5A12 Dirección MAC de la impresora: 000628-386ADC Longitud del paquete IP (total): 580 bytes 1. ¿Qué primitiva de servicio usará el subnivel LLC para pedir al subnivel MAC el servicio de transmisión de la L-PDU relacionada con la transmisión del paquete IP? Indicar detalladamente el contenido de la L-PDU y de la MAC-PDU. 2. ¿Cómo se garantiza que la impresora reciba correctamente los datos enviados por el PC? Indicar las diferentes soluciones que podemos aplicar según los diferentes protocolos de la arquitectura. 3. ¿Cuál es la eficiencia del canal desde el punto de vista del usuario del servicio de la capa MAC? (tener en cuenta los datos indicados en el enunciado)

27

Arquitecturas Telemáticas

Interconexión de LAN

4 INTERCONEXIÓN DE REDES LOCALES En esta sección se presentan ejercicios que ayudarán al estudiante a familiarizarse con los diferentes dispositivos de interconexión y le permitirán predecir los efectos de utilizar uno u otro dispositivo para interconectar diferentes tramos de redes. El uso de dispositivos de interconexión puede afectar sobre el retardo de propagación: los primeros ejercicios del apartado 4.1 acompañan al estudiante en el descubrimiento de las consecuencias de utilizar diferentes tipos de dispositivos. A partir del ejercicio 5 es necesario haber entendido el mecanismo de aprendizaje de un puente transparente para poder resolver los problemas siguientes de este apartado: para ello, se aconseja primero resolver los ejercicios del apartado 4.2. Finalmente, el ejercicio del apartado 4.3 es un ejemplo de ejercicio final para comprobar la capacidad del estudiante de relacionar diferentes temas tratados a lo largo del curso. En general, si no están indicados otros valores, se usarán los siguientes valores para los retardos. 2 c = 2 * 108 m/s 3



Retardo de propagación (genérico):



Retardo de propagación en UTP: 0,556 µs / 100m



Retardo de propagación en fibra óptica: 0,5 µs / 100m



Retardo repetidor/hub Ethernet: 2µs



Retardo conmutador/puente Ethernet: depende del mecanismo de reenvío que aplica



Retardo NIC Ethernet: 1 µs



Retardo NIC Ethernet del dispositivo de interconexión: 0,5 µs

29

Arquitecturas Telemáticas

Interconexión de LAN

4.1 Dispositivos de interconexión y retardo de propagación Ejercicio 1 Ethernet, regla 5-4-3-2-1

Calcular el retardo extremo a extremo en las siguientes redes. Averiguar si las configuraciones dadas son implementables en una red Ethernet half duplex (10 Mbps). Considerar los siguientes retardos: •

Retardo de propagación en cable coaxial o UTP: 0,556 µs/ 100 m



Retardo de propagación en fibra óptica: 0,5 µs / 100m



Retardo HUB o repeater: 2 µs



Retardo NIC Ethernet: 1 µs

100 m UTP

Repeater 1

Estación A

500 m cable coaxial Estación A

500 m cable coaxial Estación A

Repeater 1

Repeater 1

500 m cable coaxial

100 m UTP

Estación B

500 m cable coaxial

Repeater 2

500 m cable coaxial

Estación B

Estación B

Calcular el retardo en la configuración límite que cumple la regla 5-4-3-2-1 definida por el IEEE 802.3. ¿Por qué no se puede hacer un dominio de colisión mayor? Pensad qué varía y cual es la configuración máxima aceptada en el caso que la red fuese Fast Ethernet (half-duplex) a 100 Mbps.

30

Arquitecturas Telemáticas

Interconexión de LAN

Ejercicio 2 Concepto de dominio de colisión

Estación A

Switch

Repeater 1

Puente

Repeater 2

Estación B Estación C Estación D

Estación E

Estación F

Estación G Estación H

Estación I

Supongamos que tenemos la red half duplex de la figura superior. 1. Si la estación D transmite, ¿hasta donde llegará su señal? 2. Si la estación A transmite una PDU de nivel 2 a B, ¿cuántas estaciones podrán transmitir al mismo tiempo? 3. Si la estación H transmite una PDU de nivel 2 a D, ¿la estación F podría transmitir una PDU a B? y a I? 4. Si la estación H transmite una PDU de nivel 2 a B, ¿la estación C podrá transmitir una trama a A? y a D? 5. Si la estación E está realizando una operación de backoff y la estación I había iniciado una transmisión anteriormente, ¿esto significa que seguramente la estación I, también, hará backoff?

Ejercicio 3 Concepto de dominio de colisión con switch

En relación a la red mostrada en la figura inferior: 1. Determinar el/los dominio/s de colisión. 2. ¿Cuál es el retardo máximo de propagación dentro de cada dominio? (retardo intradominio) 3. ¿Cuál es el retardo máximo de propagación dentro de toda la red? (retardo interdominio) Repetidor 1234 56789101112 10 ACM T10 AC0TM

1 2 3 4

5 6 7 8

9 10 11 12

COLCOL 131415161718192021222324 SWITCH

13 14 15 16

17 18 19 20

21 22 23 24

PWR

Fibra óptica: 500 m E thernet

UTP 100 m

UPLINK

UTP 80 m Fibra óptica: 500 m

UTP 70 m

UTP 50 m

UTP 100 m

Retardo NIC Ethernet: 1 µs x

8

x

9

x

x

2

x

3

x

1

0

x

1

1

x

1

2

6

x

x

7

x

8

x

9

x

1

x

2

x

3

x

1

0

x

1

1

x

1

2

x

Retardo repetidor/hub Ethernet: 2 µs

e

t

7

1

e r

n

C

7

8

9

1

2

3

1

0

1

1

1

2

t h

UTP 50 m

7x 8x 9x 10x 11x 12x 7x 8x 9x 10x 11x 12x C 789101112 A 123456 1x 2x 3x 4x 5x 6x 1x 2x 3x 4x 5x 6x A B

SWITCH

SWITCH

E

E thernet

UTP 25 m 7x 8x 9x 10x 11x 12x 7x 8x 9x 10x 11x 12x C 789101112 A 123456 1x 2x 3x 4x 5x 6x 1x 2x 3x 4x 5x 6x A B

A

4

5

6 4

x

5

x

A

UTP 70 m

4

x

5

x

6

x

B

HUB UTP 100 m

UTP 50 m

Retardo UTP: 0,556 µs / 100 m Retardo fibra óptica: 0,5 µs / 100 m Retardo NIC switch = 0,5 µs

31

Arquitecturas Telemáticas

Interconexión de LAN

Ejercicio 4 Concepto de dominio de colisión con diferentes dispositivos de interconexión

En el presente ejercicio se muestran 3 configuraciones de red que dan lugar a 3 escenarios (A, B y C), y sobre los cuales planteamos las preguntas siguientes: Escenario A

Fibra óptica: 500 m

Fibra óptica: 500 m

UTP 50 m

10M100M123456789101112 PWR ACTACT COLCOL 131415161718192021222324 SWITCH

UTP 70 m

1 2 3 4

5 6 7 8

9 10 11 12

13 14 15 16

17 18 19 20

21 22 23 24

UTP 50 m

UPLINK

UTP 50 m Ethernet

UTP 25 m

UTP 50 m

Fibra óptica: 500 m

Ethernet

UTP 25 m 7x 8x 9x 10x 11x 12x 7x 8x 9x 10x 11x 12x C 789101112 A 123456 1x 2x 3x 4x 5x 6x 1x 2x 3x 4x 5x 6x A B

7x 8x 9x 10x 11x 12x 7x 8x 9x 10x 11x 12x C 789101112 A 123456 1x 2x 3x 4x 5x 6x 1x 2x 3x 4x 5x 6x A B

UTP 50 m

UTP 80 m UTP 100 m

Retardo NIC Ethernet: 1 µs x

8

x

9

x

x

2

x

3

x

1

0

x

1

1

x

1

2

x

7

x

8

x

9

x

1

x

2

x

3

x

1

0

x

1

1

x

1

2

UTP 25 m

x

e

t

7

1

7

8

9

1

1

2

3

4

0

1

1 1

2

t h

e

r n

C

E

UTP 70 m

A

5

6 4

x

5

x

6

x

A

4

x

5

x

6

x

B

UTP 70 m UTP 100 m

UTP 50 m

UTP 100 m

Retardo repetidor/hub Ethernet: 2 µs Retardo UTP: 0,556 µs / 100 m Retardo fibra óptica: 0,5 µs / 100 m

En primer lugar, considerar que todos los dispositivos de interconexión son REPETIDORES. 1. Determinar el/los dominio/s de colisión y el retardo máximo de propagación en el escenario A. Escenario B UTP 25 m

Fibra óptica: 500 m

Fibra óptica: 500 m 10M100M123456789101112 PWR ACTACT COLCOL131415161718192021222324 SWITCH

Switch UTP 70 m

5 6 7 8

9 10 11 12

13 14 15 16

17 18 19 20

21 22 23 24

UTP 50 m

UPLINK

UTP 50 m

Fibra óptica: 500 m

UTP 50 m

1 2 3 4

UTP 50 m Ethernet

Ethernet

UTP 25 m 7x 8x 9x 10x 11x 12x 7x 8x 9x 10x 11x 12x C 789101112 A 123456 1x 2x 3x 4x 5x 6x 1x 2x 3x 4x 5x 6x A B

7x 8x 9x 10x 11x 12x C 789101112 A 123456 1x 2x 3x 4x 5x 6x A

7x 8x 9x 10x 11x 12x 1x 2x 3xB4x 5x 6x

UTP 80 m

UTP 50 m

UTP 100 m

Retardo NIC Ethernet: 1 µs x

8

x

9

x

1

x

2

x

3

x

1

0

x

1

1

x

1

2

x

7

x

8

x

9

x

1

x

2

x

3

x

1

0

x

1

1

x

1

2

x

e

t

7

7

8

9

1

1

2

3

4

0

1

1 1

2

t h

e

r n

C

E

UTP 70 m

A

5

6 4

x

5

A

x

6

x

4

x

5

x

6

x

B

UTP 70 m UTP 100 m

UTP 100 m

UTP 25 m UTP 50 m

Retardo repetidor/hub Ethernet: 2 µs Retardo UTP: 0,556 µs / 100 m Retardo fibra óptica: 0,5 µs / 100 m Retardo NIC Switch: 0,5 µs

Considerar el escenario B donde el dispositivo de la izquierda es un switch (cut-through). 2. Determinar el/los dominio/s de colisión. 3. ¿Cuál será, en este caso, el retardo de propagación máximo en la red? Antes de encontrar el valor, pensar en qué es lo que afecta respecto a la evaluación de este parámetro Escenario C Considerar qué es lo que cambia si en lugar de un switch, el dispositivo de la izquierda fuese un PUENTE. 4. ¿Qué mecanismos de reenvío puede implementar un puente?

32

Arquitecturas Telemáticas

Interconexión de LAN

Ejercicio 5 Concepto de dominio de colisión relacionado con reenvío de tramas que llegan al puente al mismo instante sobre puertos distintos

Para la red mostrada en la figura inferior, supongamos que la velocidad de transmisión del canal sea de 10 Mbps y que la velocidad de propagación en el medio sea de 2/3 la velocidad de la luz. A

D

F

50 m 150 m 100 m

B

HUB

50 m

1

PUENTE

2

100 m

150 m

HUB

150 m

REPETIDOR

200 m 50 m

E

300 m

C

G

1. Suponiendo que se usa el protocolo de acceso CSMA/CD, ¿cuál puede ser el tamaño mínimo de trama en la red? Razonar el porqué. Considerar ahora que la red de la figura superior es una Ethernet 10Base5. Suponer en cada caso que no se transmiten otras tramas a parte de las indicadas especificadamente en el ejercicio. Considerar además que, en caso de colisión, no se va a retransmitir la trama (hipótesis para simplificar nuestro análisis). Suponer que la Source Address Table (SAT) del puente está inicialmente vacía. 2. La estación D transmite una trama de 1000 bytes a la estación F en el instante t = 0 segundos (¡y ninguna otra estación transmite!). ¿A partir de qué instante y durante cuánto tiempo las otras estaciones no pueden transmitir? ¿Por qué? 3. ¿Qué ocurre si la estación A transmite una trama de 1000 bytes a la estación F en t = 5 µs? ¿Hay colisión? ¿Con la transmisión de quién? 4. Considerando los resultados del apartado 2 y 3, ¿en qué instante ven libre el canal las estaciones A, B y C? Razonar la respuesta. 5. Describir las funciones que realiza el puente transparente sobre las tramas que se envían, especificando como queda modificada la SAT. La latencia de cada dispositivo es la siguiente: •

PUENTE TRANSPARENTE: store & forward



HUB y REPETIDOR: 2 µs



NIC Ethernet: 0,5 µs

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Arquitecturas Telemáticas

Interconexión de LAN

Ejercicio 6 Concepto de dominio de colisión relacionado con reenvío de tramas que llegan al mismo instante sobre puertos distintos

Considerar la red que se presenta en la figura inferior y responder las preguntas siguientes: 1. Determinar los dominios de colisión, sabiendo que todos los segmentos son half-duplex. 2. Si la estación D envía una trama destinada a A, describir el recorrido que sigue esta trama. ¿Qué pasa en los dispositivos de interconexión y cuáles equipos la reciben? 3. Determinar el instante de tiempo en que A recibe la trama: para ello considerar que la trama está lista para ser enviada desde D en el instante t = 0, y que en todo el canal no hay otra transmisión. Tener en cuenta que se trata de una red Ethernet a 10 Mbps y que la trama tiene el tamaño mínimo. C i Ma c

A

Retardo NIC Ethernet: 1 µs Retardo repetidor/hub Ethernet: 2 µs Retardo UTP: 0,556 µs / 100 m Retardo fibra óptica: 0,5 µs / 100 m Puentes y switch hacen Store&Forward

B

iM a c

iM ac

30m UTP

40m UTP 20m UTP

#2

#4

#3

H ub1

3Co m

#1 50m UTP #1

Puente1

M AC _addres s

POR T

T IM ER

A B E G H M

1 1 2 2 2 2

5 5 3 4 5 2

#2

500m FO

M AC _addres s

POR T

T IM ER

B E G L M

1 2 3 3 3

5 3 3 4 2

H iM ac

G iM a c

75m UTP 50m UTP

#1

#2

Puente2

500m FO

CI SC O S YS T EM S

#1

#3

#6

#2 60m UTP 100m UTP

#3

Sw itc h1

#4

I

#5

100m UTP

iMa c

75m UTP

M iM a c

L iM ac

#1

H ub 2 #3

#2 30m UTP

40m UTP

E

3 Com

#4 10m UTP

F iM a c

M AC _addres s

PO R T

T IM ER

A,B,C ,D ,E,F G H I L M

1 2 3 4 5 6

10 10 10 10 10 10

iM ac

D iM a c

34

Arquitecturas Telemáticas

Interconexión de LAN

Ejercicio 7 Concepto de dominio de colisión relacionado con reenvío de tramas que llegan al mismo instante sobre puertos distintos

Considerar la red Ethernet que se muestra en la figura inferior. Los segmentos de red entre una estación y el dispositivo de interconexión son en par trenzado y tienen un retardo de propagación de 0,556 µs/100m; el segmento entre el hub y el switch es en fibra óptica y tiene un retardo de propagación de 0,5 µs /100m. Las longitudes de los cables están indicadas en la figura. Sabemos que el switch conmuta en el modo store-and-forward. Además, los dispositivos de interconexión introducen un retardo de 2 µs y las tarjetas de las estaciones (NIC) introducen un retardo de 1 µs.

80 m 50 m

HUB 100 m

300 m (FO)

SWITCH 100 m

50 m

80 m 80 m

Si las tramas que se envían son de longitud mínima: 1. ¿Cuándo puede transmitir la estación B a A sin que se produzca colisión si en el instante t = 0 segundos la estación A tiene una trama lista para enviar a la estación C? Razonar la respuesta. 2. Suponiendo que la estación D tiene una trama a punto de transmitir a C en t = 50 µs, ¿cuándo transmitirá D? ¿Y en qué instante acabará de recibir la trama la estación C?

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Arquitecturas Telemáticas

Interconexión de LAN

Ejercicio 8 Analizar la red Ethernet de la figura inferior y responder a las siguientes preguntas: 1. Dibujar los dominios de colisión. 2. Suponer que la estación E transmite una trama de longitud máxima a la estación C en el instante t = 10 µs y que la estación H transmite una trama de longitud máxima a la estación C en el instante t = 0 µs. Calcular el instante de tiempo en que la estación C empezará a recibir la trama procedente de H. e

h

g

f

i l

UTP 100 m

UTP 100 m

1

HUB

PUENTE

COAX 500 m

2

SW2 FO 500 m

FO 500 m

UTP 100 m

o

m

n

REPETIDOR Retardo NIC Ethernet: 1 µs FO 500 m

Retardo repetidor/hub Ethernet: 2 µs Retardo Switch Ethernet: 1,2 µs Retardo UTP y COAX: 0,556 µs / 100 m Retardo fibra óptica: 0,5 µs / 100 m

SW1

El puente hace Store&Forward

UTP 100 m

a

b

c

d

La tabla SAT (Source Address Table) del puente tiene el contenido siguiente: Dirección MAC A, B, C, D, E, F, G H, I, L M, N, O

No. Puerto 1 2

Edad 3 4

La tabla de conmutación del switch1 tiene el siguiente contenido: Dirección MAC

No. Puerto

Edad

Dirección MAC

No. Puerto

Edad

A B C

1 2 3

3 3 4

D E, F, G, H, I, L, M, N, O

4

3

5

2

La tabla de conmutación del switch2 tiene el siguiente contenido: Dirección MAC

No. Puerto

Edad

Dirección MAC

No. Puerto

Edad

A, B, C, D, E, F, G H I L

1 2 3 4

3 3 4 2

M N O

5 6 7

3 2 2

* Para simplificar la notación la dirección MAC se representa con el ID del dispositivo

36

Arquitecturas Telemáticas

Interconexión de LAN

Ejercicio 9 Analizar la red FastEthernet de la figura inferior y responder a las siguientes preguntas: 1. Dibujar los dominios de colisión. 2. Dibujar el recorrido de la trama de longitud mínima que la estación E transmite en broadcast y describir lo que hace el puente suponiendo que, inicialmente, su tabla SAT esté vacía. 3. Suponer que la estación B contesta a la estación E enviándole una trama de longitud mínima en t = 3 µs. ¿En qué instante la estación F puede transmitir una trama de longitud mínima a G sin que se produzca colisión con la trama de B? Calcular el instante de tiempo en que la trama de B llega a la estación E.

h

Retardo NIC Ethernet: 1 µs Retardo repetidor/hub Ethernet: 2 µs

FO 500 m

Retardo Switch Ethernet: 1,2 µs Retardo UTP y COAX: 0,556 µs / 100 m

REPETIDOR

Retardo fibra óptica: 0,5 µs / 100 m

e UTP 100 m

f

FO 500 m

El puente hace Store&Forward

g HUB 1

3

FO 500 m

1

PUENTE 2 UTP 100 m

HUB 2 UTP 100 m

a

b

c

d

37

Arquitecturas Telemáticas

Interconexión de LAN

Ejercicio 10 Analizar la red Ethernet de la figura inferior y responder a las siguientes preguntas: 1. Dibujar los dominios de colisión. 2. Dibujar el recorrido de la trama de longitud mínima que la estación E transmite en broadcast y describir lo que hace el puente suponiendo que, inicialmente, su tabla SAT esté vacía. 3. Suponer que esta trama solicita una respuesta por parte de dos estaciones de la red: la estación B contesta, con una trama de longitud máxima, a la estación E en t = 0; ¿cuál será el primer instante en que la estación F puede responder, enviando una trama de longitud máxima, a E sin que se produzca colisión con la trama de B? Calcular el instante de tiempo en que la trama de B llega a la estación E. h FO 500 m Retardo NIC Ethernet: 1 µs

HUB 3

Retardo repetidor/hub Ethernet: 2 µs Retardo Switch Ethernet: 1,2 µs

FO 500 m

Retardo UTP y COAX: 0,556 µs / 100 m Retardo fibra óptica: 0,5 µs / 100 m El puente hace Store&Forward

3

PUENTE 1

2 UTP 100 m

FO 500 m

HUB 2 e

f

g

UTP 100 m

HUB 1

UTP 100 m

a

b

c

d

38

Arquitecturas Telemáticas

Interconexión de LAN

Ejercicio 11 Analizar la red Ethernet de la figura inferior y responder a las siguientes preguntas: 1. Dibujar los dominios de colisión. e

f

h

g

i UTP 100 m

UTP 100 m

1

HUB2

PUENTE

2

SWITCH FO 500 m

UTP 100 m

FO 500 m

FO 500 m

l

o

m

n

REPETIDOR Retardo NIC Ethernet: 1 µs FO 500 m

Retardo repetidor/hub Ethernet: 2 µs Retardo Switch Ethernet: 1,2 µs Retardo UTP y COAX: 0,556 µs / 100 m Retardo fibra óptica: 0,5 µs / 100 m HUB1

El puente hace Store&Forward UTP 100 m

a

b

c

d

2. Suponer que la estación A transmite una trama de longitud mínima a la estación G en el instante de tiempo t = 0 µs y que la estación H transmite una trama de longitud mínima a la estación F en el instante de tiempo t = 0 µs. Calcular el instante de tiempo en que la estación F comenzará a recibir la trama enviada por H. La tabla SAT del puente tiene el contenido siguiente: Dirección MAC

No. puerto

Edad

A, B, C, D, E, F, G

1

3

H, I, L M, N, O

2

4

La tabla de conmutación del switch tiene el contenido siguiente: Dirección MAC

No. puerto

Edad

Dirección MAC

No. puerto

Edad

A, B, C, D, E, F, G

1

3

M

5

3

H

2

3

N

6

2

I

3

4

O

7

2

L

4

2

39

Arquitecturas Telemáticas

Interconexión de LAN

4.2 Source Address Table de los puentes transparentes Ejercicio 1 Aprendizaje SAT

E2 E3

E1 E7

E5

1

P1

2

3

1

P2

2

E8 E4

E6

En la red que se presenta en la figura anterior, supongamos que todos los dispositivos están reinicializados (por tanto, las tablas SAT de P1 y P2 están vacías). Analizar, para los casos que se presentan a continuación, el recorrido que hacen las tramas, qué estaciones las reciben, qué hacen con ellas, qué hacen los puentes (aprendizaje y renvío) y como quedan las SAT de cada puente al recibir estas tramas. 1. E1 envía una trama a E5

5. E2 envía una trama a E1

2. E5 contesta a E1 con una trama

6. E7 envía una trama a E8

3. E4 envía una trama a E3

7. E6 envía una trama a E7

4. E4 envía una trama a E1

8. E8 envía una trama con destino “FFFFFF”

Ejercicio 2 Aprendizaje SAT

Teniendo en cuenta la porción de red que se muestra en la figura inferior, explicar que pasa en el puente (qué decisiones toma y qué acciones realiza), cuando recibe por uno de sus puertos las siguientes tramas: 1. Trama con Destination Address (DA) = X, Source Address (SA) = U; 2. Trama con DA = V; SA = U; 3. Trama con DA = T; SA = X; 4. Trama con DA = FF-FF-FF-FF-FF-FF; SA = X; 5. Trama con DA = Z; SA = T.

E

E

Dir MAC U

Dir MAC V Dir MAC T HUB

E Dir MAC X

#2

PUENTE #3

SAT PUENTE

#1

E

MAC@

Puerto

Age

U

1

1

V

1

2

X

2

2

Z

3

1

Dir MAC Z E

40

Arquitecturas Telemáticas

Interconexión de LAN

Ejercicio 3 Retardo de propagación y aprendizaje SAT

Consideremos una LAN Ethernet que tiene conectadas 5 estaciones, tal como se muestra en la figura. Consideremos una distancia entre equipos de 100 m, excepto si se indica explícitamente. Suponemos que todas las tramas que se intercambian las estaciones tienen una longitud igual a la longitud mínima establecida por el estándar IEEE 802.3 para el modo half-duplex (10 Mbps). 1. Suponiendo que la estación A tiene una trama lista para transmitir a la estación B en el instante t = 0 y que la estación B tiene una trama lista para transmitir a la estación C en el instante t = 1 µs, indicar ¿en qué instante la estación C recibirá la trama de B, si es que la recibe? 2. Suponemos que las tablas de aprendizaje (SAT) de los puentes/switches están vacías excepto la del switch 1, en la que hay una entrada con la dirección MAC de C. Por otra parte, la estación E tiene una trama para transmitir a la estación B en el instante t = 0µs. Sabemos que en el instante t = 65µs la estación C está recibiendo una trama procedente de la estación A. Teniendo en cuenta este escenario, hacer una lista de todos los pasos que realizará el Switch 1 en relación a la transmisión de estas dos tramas. ¿Hay colisión en algún momento? Justificar la respuesta.

A

E

D

B

HUB HUB 22

HUB HUB 11

Sw Sw 11

C

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