Tpc1 Eng Infor d g10 Machava,Elias

UNIVERSIDADE EDUARDO MONDLANE

FACULDADE DE ENGENHARIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELECTRÓNICA

CURSO DE ENGENHARIA INFORMÁTICA

3O ANO- DIÚRNO

REDES DE COMPUTADOR

TPC NO 1

DISCENTES: Machava, Elias Eugenio DOCENTES: DR ENG. Lourino Chemane

ENG. Assane Cipriano

GRUPO I

1.R: Sistema de computadores é um conjunto de computadores e outros elementos auxiliares interligados de modo a formarem um todo.

Ex.

2. Os requisitos fundamentais para estabelecimento de um rede são:

1. Conectividade –

2. Partilha económica de recursos –

3. Suporte a serviços comuns –

4. Desempenho-

3. Arquitectura do modelo OSI

Aplicação

Apresentação

Sessão

Transporte

Rede

Enlace (lógica)

Física

Aplicação

Rede

Enlace (lógica)

Física

Transporte

Sessão

Apresentação

RedeRede

Enlace(lógica)

Enlace(lógica)

Física Física

1.Camada Física é responsável pela geração dos sinais eléctricos e define a representação lógica

de informação.

2. Camada Lógica – oferece ao nível físico uma transmissão de informação estruturada e fiável;

Controla o fluxo de quadros evitando que o host envie quadros em uma taxa superior a que o

receptor é capaz de processar.

3. Camada de Rede – encaminha a informação ao longo da rede; fazendo o roteamento de

pacotes de host de origem ao de destino.

4. Camada de Transporte – recebe dados da camada de sessão e particiona estes dados em

unidades menores e em certos casos, garantir que estas unidades cheguem a seu destino sem

duplicação e na ordem correcta.

5. Camada de Sessão – assegura a resolução dos problemas inerentes a gestão do dialogo entre

processos de comunicação.

6. Camada de Apresentação – fornece serviços de representações canónicas de dados,

compressão de dados e criptografia.

7. Camada de Aplicação – assegura as condições para que os programas possam cooperar entre

si.

4. Codificação NRZ, Manchester e NRZI.

Bits 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1

NRZ

Clock

Manchester

NRZI

5. Apresente os protocolos da família IEEE802 e indique a sua localização na modelo OSI.Os protocolos da familia IEEE802, são:

Hardware Type (tipo do hardware): composto de dois octetos, especifica o tipo de hardware utilizado na rede física. Se for 1, é rede Ethernet.

Protocol Type (tipo do protocolo): composto de dois octetos, especifica o endereço do protocolo utilizado no nível superior do emissor.

Operation (operação) : especifica se o datagrama é um pedido ARP (request 1 ) ou uma resposta ARP (reply 2), ou ainda um RARP (request 3, reply 4).

HLEN e PLEN: habilitam o ARP para ser usado com redes arbitrárias porque eles especificam o comprimento dos endereços do

hardware e dos protocolos do nível superior. O HLEN (Hardware Lenght) é utilizado para identificar o tamanho dos campos SENDER HA e TARGET HA. PLEN (Protocol Lenght) especifica o tamanho dos campos SENDER IP e TARGET IP.

SENDER HA (Sender Hardware Address): endereço físico (Ethernet) de quem envia o pacote.

SENDER IP (Sender Protocol Address): endereço lógico (IP) de quem envia o pacote. TARGET HA (Target Hardware Address): Endereço físico desejado. Na operação de

request vai em branco, e, quem responder preenche este campo. TARGET IP (Target Protocol Address): Endereço lógico da máquina desejada

6. Indica em que camadas do modelo OSI operam os seguintes dispositivos de rede: Repetidor, Hub, Ponte, Switch, Roteador, Gateway de Transporte, Gateway da Aplicação.

Dispositivo Modelo OSI

Repetidor Camada física

Hub Camada fisica

Switch Camada de enlace

Roteador Camada de rede

Gateway de Transporte Camada de transporte

Gateway da aplicacao Camada de aplicaão

Ponte Camada de enlace

7. Grafo e arquitectura de protocolos da internet.

8.

9. Apresente o formato e as diferentes categorias de endereços IP (Endereços de Internet) explicando as diferenças entre as classes.

O endereço IP é um número de 32 bits escrito com quatro octetos representados no formato

decimal. A primeira parte do endereço identifica uma rede específica na inter-rede, a segunda

parte identifica um host dentro dessa rede. É constituído de quatro endereços: Endereços de Host,

Endereços de Rede, Endereços de Broadcast; e Endereços Multicast.

Classe Primeiro endereço(Do 1º octeto)

Ultimo Endereço(Do 1º octeto)

Numero Máximo de hosts

Classe A 1 127* 231

Classe B 128 191 230

Classe C 192 223 229

Classe D 224 239 228

Classe E 240 255 228

10.Como é que se identifica a classe de um endereço IP .

A classe de um endereco IP identifica-se atraves dos bits do primeiro octecto, onde podem

variar de intervalo, podendo ser:

Classe A: 0 – 127, Classe B: 128 – 191, Classe C: 192 – 223, Classe D: 224 – 239, Classe E: 240

- 255

11. Formato do Datagrama IP

0 4 8 16 19 24 31

VERS HLEN SERVICE TYPE TOTAL LENGTH

IDENTIFICATION FLAGS FRAGMENT OFFSET

TIME TO LIVE PROTOCOL HEADER CHECKSUM

SOURCE IP ADDRESS

DESTINATION IP ADDRESS

IP OPTIONS ( IF ANY) PADDING

DATA

1- VERS- versão do protocolo IP que usada para criar o datagrama ( 4 bits);

2- HLEN- comprimento do cabeçalho medido em palavras de 32 bits (4 bits);

3- SERVICE TYPE- Especifica como o datagrama poderia ser manejado e dividido em

cinco subcomandos;

4- TOTAL LENGTH- Proporciona o comprimento do datagrama medido em bytes;

incluindo cabeçalho e dados.

5- IDENTIFICATION, FLAGS e FRAGMENT OFFSET- este três campos controlam a

fragmentação e união dos datagramas;

6- FLAG – controla a fragmentação;

7- FRAGMENT OFFSET- especificao inicio do datagrama original dos dados que estão

sendo transportados no fragmento. É medido em unidades de 8 bytes;

8- TIME TO LIVE – especifica o tempo em segundos que o datagrama está permitido a

permanecer no sistema Internet. Gateways e hosts que processam o datagrama devem

decrementar o campo TTL (time to live) cada vez que um datagrama passa por eles e

devem remove-lo quando seu tempo expirar;

9- PROTOCOL- especifica qual protocolo de alto nível foi usado para criar a mensagem

que está sendo transportada na área de dados de datagrama;

10- HEADER CHECKSUM- assegura a integridade dos valores do cabeçalho;

11- SOURCE AND DESTINATION IP ADDRESS- especifica o endereço IP de 32 bits do

remetente e receptor;

12- IP OPTIONS- é o campo opcional que varia em comprimento dependendo de quais

opções estão sendo usadas.

12. Formato do Datagrama TCP

0 8 16 31

Porta Origem Porta destinoNúmero de sequência

Confirmação do “Piggyback”Compr.Header 0 flags janelaChecksum Apontador de Urgente

Opções (0 ou mais palavras de 32 bitsDados

1. Número de sequência - Garante a entrega ordenada;2. Confirmação do “piggyback” - O receptor confirma a recepção com um número

Acknowledgment.;3. Código detector de erros (checksum) – assegura a detecção de falhas em segmentos

específicos, a confirmação de recepção, e tem temporizadores que permitem ajuste e contorno de eventos atrasas e perdas de segmentos;

4. Janela determina a quantidade máxima de bytes aceites pelo receptor ( Buffer da janela)5. Flags :

SYN activa: usada pelo cliente para indicar o inicio de transmissão; SYN+ACK: enviado pelo servidor para que aceite a ligação.

13.formato do Datagrama do ARP

0 8 16 31

TipoHardware =1 TipoProtocolo = 0*0800TCab=48 TProt=32 operaçãoEndHardwareOrigem ()

\

14. O protocolo ARP permite encontrar o endereço físico a partir do endereço IP da máquina

alvo. Para tal, o protocolo usa um mecanismo de difusão (broadcast), enviando uma solicitação a

todas as máquinas da rede, sendo que a máquina alvo responde indicando o par endereço

IP/endereço físico. E o protocolo RARP consiste em, realizar a operação inversa do ARP, isto é,

a partir de um endereço físico permite encontrar o endereço IP da máquina. É geralmente

utilizado por máquinas sem disco rígido para obter um endereço IP de um servidor. Para tal, um

host RARP envia um broadcast com o seu endereço físico solicitando um endereço IP. A

máquina autorizada a responder o pedido RARP envia a resposta.

15. Explique a diferenças entre os protocolos UDP e TCP (pode usar os formatos dos respectivos datagramas para ajudar a explicar as diferenças)

As diferencas entre os prototocolos UDP e TCP, sao: O TCP e o UDP oferecem checagem da

integridade dos dados, incluindo campos para detecção de erros no seu cabeçalho. No caso do

UDP, a multiplexação/demultiplexação de aplicações e a checagem de erros nos dados, são os

dois únicos serviços oferecidos, sendo portanto um serviço não garantido. O TCP, além destes

dois, oferece ainda a transferência garantida, usando controle de fluxo, números de sequência,

reconhecimentos e temporizadores.

Grupo II

1. Considere um enlace ponto a ponto com 1 Km de extensão. Em que o atraso devido a propagação (na velocidade de 2 ×103m / s) seria igual ao atraso de transmissão para pacotes de 256 bytes, calcule a Largura de banda.Dados:Distancia= 1km = 1*103 m;V=2*103m/s;Tamanho da informação=256 bytes =256 *8 = 2048 bits;Resolução:

Distancia

velocidade=

Taman ho de informa çã oLargurade banda

Largura de banda=2048 b×2×103 m /s

1× 103 m= 4096 bps

Largura de banda=512 Mbps. R: a largura de banda é de 512 Mbps.

2.

3. Supõe que um link ponto-a-ponto de 155 Mbps está sendo estabelecido entre a terra e uma estação (colónia) lunar. A distância entre a terra e a lua é aproximadamente de 380.000

Km, e que os dados são transmitidos nesse link a uma velocidade da luz, isto é, 3 x 108m/s.a. Determine o RTT mínimo entre deste link.

RTTmin=2∗Latencia=2∗( distanciaVelocidade )=2∗( 380∗106

3∗108 )=2.53 s

R: O RTT mínimo será de 2.56 segundos.

b. Usando o RTT como delay (atraso), calcule o produto Delay x Banwidth (Atraso x

Largura de Banda) deste link.

RTT∗Largura deBanda=2,53 ×155 ×106 bps=392,15 Mbits=392,1588

MB=49.0 MB

c. Explique o sentido físico do produto Delay x Banwidth (Atraso x Largura de Banda)

determinado na alínea anterior.

Este produto representa o Volume de informação que atravessa o canal durante o

tempo de atraso.

d. Uma máquina fotográfica (câmara) na estação lunar tira fotografias da terra e guarda-

as (grava-as) no formato digital num disco. Supõe que a estação de controle da

missão na terra pretende fazer o download (baixar) a imagem mais recente, que é 24

MB. Qual é o tempo mínimo que vai passar entre o momento em que é emitido o

pedido de transferência de dados e o momento em que termina a transferência da

imagem.

taman h oda informa çã o=24 MB

Latencia=propaga çã o+transmiss ã o=380000000300000000

+ 192000000155000000

=2.51 s

4. Calcule o tempo total necessário para transferir um arquivo de 2 MB nos seguintes casos,

considerando um RTT de 98 ms, um tamanho de pacote de 1 KB e um “handshaking”

inicial de 2 RTT antes que os dados sejam enviados

a. A largura de banda é de 1,4 Mbps, e os pacotes de dados podem ser enviados

continuamente

BW1.4 Mbps=1.4∗106 bps

RTT=2 Latêncial

tempo=196 ms+ 2000∗210∗81.4∗106 =6.05 s

b. A largura de banda é de 1.4 Mbps, mas depois que terminarmos de enviar

cada pacote de dados, temos que esperar um RTT antes de enviar o seguinte.

tempo=RTT + taman h oda informa çãoLargura de banda

=98 ms+5.85 s=5.948 s

c. A largura de banda é infinita, significa que consideramos o tempo de

transmissão como zero, e até 18 pacotes podem ser enviados por RTT

tempo=2 RTT +RTT=294 ms

5. A Ethernet tem o tamanho mínimo do pacote determinado para garantir que as colisões

são detectadas. Este exercício considera um meio como o da Ethernet para explorar como

o pacote mínimo é determinado (escolhido).

a) O pacote mínimo ajuda na detecção de erros quando o tempo de transmissão é 2

vezes maior que o tempo de propagação, isto é, T trans> 2Tpropag, caso não uma estação

poderá emitir pacotes antes que o mínimo produzido pela colisão chegue a tempo.

Dados

Vpropag= 2x 108 m/s;

Distancia = 400m;

BW = 100 Mbps =

b) Assuma que a velocidade de propagação do cabo de cobre da Ethernet é de 2 x 108 m/s. Se o comprimento máximo da LAN (Ethernet) é de 400 m, e a velocidade de transmissão de dados é de 100 Mbps qual é o tamanho mínimo do pacote necessário para que se possam detectar as colisões nesta Ethernet?

Propagacao= comprimentoVelocidadeDePropagacao

= 400200000000

=2 μv . propagacao=2∗108

LarguraDeBanda =100Mbps

LarguraDeUmBit=1

100 Mbps=1ns

RTTmin=2*(2+0.001)=4.002ms

c) Sendo um estudante brilhante da Faculdade de Engenharia da UEM do curso de Engenharia Electrónica voce identificou uma forma de ter uma Ethernet com um cabo

que pode transmitir dados a uma velocidade de 3 x 108 m/s, isto é , a velocidade da luz. Qual é o pacote mínimo para a sua nova redeEthernet?Tmin=RTTmin*LarguraDeBanda=4.002ms*100Mbps=400.2bits

d) O Director da sua empresa quer que você faca o up-grade da sua rede Ethernet de 100 Mbps para 1000 Mbps (Giga-Bit Ethernet). Quais são as duas formas através das quais pode introduzir alterações na sua rede Ethernet de modo a conseguir atingir esta nova velocidade de transmissão de dados?

Propagação=400

300000000=1.33s

VelocidadeDaLuz =3*108m/sRTTmin=2*(1.33+0.001)=2.662µs

Pmin=RTTmin*LarguraDeBanda=2.662µs*100Mbps=266.2bits

6. Calcule o tempo total necessário para transferir um arquivo de 1.4 MB nos seguintes

casos, considerando um RTT de 90 ms, um tamanho de pacote de 1 KB e um

“handshaking” inicial de 2 RTT antes que os dados sejam enviados

a. A largura de banda é de 10 Mbps, e os pacotes de dados podem ser enviados

continuamente

Taman ho=1.4 MB=1.4∗220∗8b=11468.8bRTT =90 ms

pacote=1 KB=210∗8=8192 bh ands haking=2 RTT=190 ms

a. A largura de banda é de 10 Mbps, mas depois que terminarmos de enviar cada

pacote de dados, temos que esperar um RTT antes de enviar o seguinte.

tempoTotal=2 RTT +tempo por pacote∗NumPacotes

Tempo Por Pacote= taman h o do pacoteLargura deBanda

=819.2 μs

Tempototal=190 ms+819.2 μs∗1433.6=1.36 s

b. O Link permite uma transmissão infinitamente rápida, mas limita a largura de

banda de modo que somente 20 pacotes possam ser enviados por RTT

Tempo total=2 RTT + 1433.620

∗RTT =6631.2 ms

7. Os hosts A e B estão interligados via um switch S através de dois links iguais de 100

Mbps. O atraso devido a propagação em cada um dos links é de 22 μs. S é um dispositivo

do tipo Store-and-forward; começa a retransmitir cada pacote 36 μs depois de o ter

recebido. Determine o tempo total necessário para transmitir 8.000 bits entre A e B.

a. Como um pacote simples

Latencia= (22 μs+22 μs )+ 8000100000000

+36 μs=44 μs+0.08 ms+36 μs=0.16 ms

b. Como dois pacotes de 4.000 bits cada enviados um depois do outro.

Latencia=((22 μs+22 μs)+ 4000100000000

+36 μs )∗2= (44 μs+0.04ms+36 μs )∗2=0.24 ms

8. Calcule a latência (do primeiro bit enviado ao último bit recebido) para os seguintes casos:

a. Ehternet a 100 Mbps com um único Switch do tipo “Armazenar e Encaminhar”

no percurso, e um tamanho de pacote de 5.000 bits. Considere que cada Link

introduz um atraso de propagação de 10 μs e que o Switch começa a retransmitir

imediatamente depois que termina de receber o pacote.

Latenci a=(10 μs+10 μs )+ 5000100000000

+0=0.07 ms

b. O mesmo que a), mas com três swicthes

Latencia=40 μs+0.05ms=0.09 ms

c. O mesmo que a), mas considere que o switch implementa a comutação “cut-

through”: Ele é capaz de começar a retransmitir o pacote depois de os primeiros

180 bits tiverem sido recebidos.

Latencia=20 μs+ 5000100000000

+1.8 ms=1.87 ms

9. Mostre a codificação 4B/5B e o sinal NRZI resultante para as sequências de bits:

a. 1110 0101 0000 0011

b. 1101 1110 1010 1101 1011 1110 1111

10. Suponha que a sequência de bits cheguem por um elance:

a. 11010111110101111100101111101110

b. 011010111110101001111111011001111110

Mostre o quadro resultante depois que quaisquer bits preenchidos tiverem sid0 removidos.

Indique quaisquer erros que possam ser introduzido no quadro.

11. Suponha que queremos transmitir a mensagem 11001001 e protege-la contra erros usando

o polinómio de CRC x3 +1.

a. Use a divisão do polinónio longa para determinar a mensagem que deve ser

transmitida.

M(x)=11001001= x7+x6+ x3+1 C(x)=1001= x3 +1

M(x)+000÷ C(x) → R(x)=011

Mensagem a ser transmitida: MT(x)= 11001001011

b. Suponha que o bit mais à esquerda da mensagem seja invertido devido aos ruídos

no enlace de transmisão. Qual é o resultado do cálculo de CRC do receptor?

Como o receptor sabe que ocorreu um erro?

Mensagem recebidas: MR(x)= 01001001011 C(x)= 1001

MR(x)÷ C(x) → R(x)=010

O receptor sabe que ocorreu um erro porque quando ele divide o polinómio de mensagem

recebida pelo polinómio CRC , o resto de divisão é diferente de zero “0” .

12. Suponha que queremos transmitir a mensagem 1011001001001011 e protege-la contra

erros usando o polinómio de CRC x8 + x2 + x1 +1.

a. Use a divisão do polinónio longa para determinar a mensagem que deve ser

transmitida.

M(x)= 1011001001001011= x15+x13+x12+x9+x6+x3+x+1 C(x)=100000111= x8

+ x2 + x1 +1

M(x)+00000000÷ C(x) → R(x)=101100111

Mensagem a ser transmitida: MT(x)= 1011001001001011101100111

b. Suponha que o bit mais à esquerda da mensagem seja invertido devido aos ruídos

no enlace de transmisão. Qual é o resultado do cálculo de CRC do receptor?

Como o receptor sabe que ocorreu um erro?

Mensagem recebidas: MR(x)= 0011001001001011101100111 C(x)=100000111

MR(x)÷ C(x) → R(x)=000101111

O receptor sabe que ocorreu um erro porque quando ele divide o polinómio de

mensagem recebida pelo polinómio CRC , o resto de divisão é diferente de zero

“0” .

14. Considere o endereço de rede da classe "C" 164.22.12.0/26 do DEEL. O administrador

desta rede nos solicitou auxílio para criar 28 hosts em cada subredes. Prontamente, o estudante

colaborou na execução desta tarefa e encontrou diversos valores que foram apresentados ao

administrador da rede. De acordo com os valores encontrados, responda:

a. Qual será a nova máscara para atender ao pedido do administrador representada

nas duas notações (decimal e binária)?

28 ≤ 2n−2 ↔n=5Em Binario: 11111111.11111111.11111111 .11100000

Em Decimal:255.255.255.224

b. Quantas sub-redes serão criadas? Qual o endereço da 6ª sub-rede?

2m=8 ↔m=3Serão criadas 8 Sub-redes.

Endereço 4ª sub-rede: 10100100.00010110.00001100.10100000

Em decimal : 164.22.12.160

c. Quantos hosts por sub-rede serão criados?

2n−2=30Serão criados 30 Hosts.

d. Qual o endereço de broadcast da 7ª sub-rede?

164.22.12.223

e. Qual a faixa de endereços destinada a numeração de hosts da 8ª sub-rede?

será de 164.22.12.224 a 164.22.12.255

Primeiro útil: 10100100.00101001.00001100.11100001->164.22.12.225

Último útil: 10100100.00101001.00001100.11111110->164.22.12.254

15. Considere o endereço de rede da classe "C" 200.20.10.0/25. O administrador desta

rede nos solicitou auxilio para criar 3 sub-redes de imediato e mais 3 sub-redes

posteriormente. De acordo com os valores encontrados, responda:

a. Qual será a nova máscara para atender ao pedido do administrador representada


6 ≤ 2m↔ m=3binária: 11111111.11111111.11111111.11100000

decimal: 255.255.255.224

b. Quantas sub-redes serão criadas? Qual o endereço da 5ª sub-rede?

23=8Serão criadas 8 sub-redes.

o endereço da 5ª sub-rede é: 200.20.10.128

c. Quantos hosts por sub-rede serão criados?

25−2=30Serão criados 30 Hosts por sub-rede

d. Qual o endereço de broadcast da 6ª sub-rede?

200.20.10.191

e. Qual a faixa de endereços destinada a numeração de hosts da 1ª sub-rede?

será de 200.20.10.0 a 200.20.10.31

16.Considere o endereço de rede da classe "C" 198.60.30.0/24 da empresa TECODATA. O

administrador desta rede nos solicitou auxílio para criar 15 subredes. Prontamente, você

colaborou na execução desta tarefa e encontrou diversos valores que foram apresentados ao

administrador da rede. De acordo com os valores encontrados, responda:

f. Qual será a nova máscara para atender ao pedido do administrador representada


15 ≤ 2m↔ m=4Em Binario: 11111111.11111111.11111111 .11110000

Em Decimal:255.255.255.240

g. Quantas sub-redes serão criadas? Qual o endereço da 4ª sub-rede?

2n=16Serão criadas 16 Subredes.

Endereço 4ª sub-rede: 11000110.00111100.00011110.01000000

Em decimal : 198.60.30.48

h. Quantos hosts por sub-rede serão criados?

2n−2=14Serão criados 14 Hosts.

i. Qual o endereço de broadcast da 5ª sub-rede?

198.60.30.79

j. Qual a faixa de endereços destinada a numeração de hosts da 6ª sub-rede?

198.60.30.80 a 198.60.30.95

Primeiro útil: 11000110.00111100.00011110.01010001 ->198.60.30.81

Último útil: 11000110.00111100.00011110.01011110->198.60.30.94

5. Abaixo temos algumas redes e a quantidade de máquinas que temos por rede. Mas falta

definir a máscara de sub-rede. Coloque qual é a classe da rede (A, B ou C), e calcule a

máscara de sub-rede:

a. 68.75.24.1 – 14 hosts na rede.

A rede é de classe A e sua máscara é 255.255.255.240

b. 130.120.110.1 – 30 hosts na rede

A rede é de classe B e sua máscara é 255.255.255.224

c. 10.1.2.1 – 254 hosts na rede.


d. 200.222.74.1 – 6 hosts na rede.

A rede é de classe C e sua máscara é 255.255.255.248

e. 208.67.200.1 – 30 hosts na rede.


f. 192.2.43.1 – 2 hosts na rede.


g. 146.164.38.1 - 254 hosts na rede.


h. 172.16.1.1 – 65534 hosts na rede.


i. 12.23.34.1 – 62 hosts na rede.


j. 240.24.39.1 – 126 hosts na rede.


Tpc1 Eng Infor d g10 Machava,Elias

Documents

Transcript of Tpc1 Eng Infor d g10 Machava,Elias