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1 Ejercicios Tema Supongamos que hay exactamente un switch de paquetes entre un host que envía y un host que recibe. Las tasas de transmisión entre el host que envía y el que recibe son R 1 y R 2 respectivamente. Suponiendo que el switch utiliza conmutación de paquetes, cuál es el retardo total terminal-a-terminal para enviar un paquete de longitud L? (Ignorar el retardo de cola, de propagación y de proceso). 2.- Cuáles son las cinco capas de la pila de protocolos de Internet? Cuáles son las principales responsabilidades de esas capas? Cuál de las capas de la pila de protocolos de Internet realiza el proceso de rutado? 3.- Sea una aplicación que transmite datos a una velocidad estacionaria (por ejemplo, el emisor genera una unidad de N-bits de datos cada k unidades de tiempo, donde k es pequeño y fijo). Cuando comienza dicha aplicación, continua ejecutándose durante un periodo de tiempo relativamente largo. Responde a las siguientes cuestiones, justificando su respuesta: a) Sería más apropiada para esta aplicación una red de conmutación de paquetes o una de conmutación de circuitos? Por qué? b) Supongamos que se utiliza una red de conmutación de paquetes y que el único tráfico en esta red llega de las aplicaciones descritas anteriormente. Además, supongamos que el resultado de la suma de las tasas de datos de la aplicación es menor que las capacidades de cada uno de los enlaces. Se precisa alguna forma de control de congestión? Por qué? 4.- Considera el envío de un archivo de F = M*L bits sobre un recorrido de Q enlaces. Cada enlace tiene una frecuencia de transmisión de R bps. Los paquetes son de L bits y suponemos que el retardo de propagación y el retardo asociado a las colas son despreciables. a) Supón una red de conmutación de paquete de tipo circuito virtual, con un tiempo de establecimiento del circuito virtual t S. Cada paquete tiene una sobrecarga de h bits de cabecera. Cuánto tiempo cuesta enviar F desde la fuente al destino? b) Supón que la red es de conmutación de paquete de tipo datagrama. Además, cada paquete tiene una sobrecarga por las cabeceras de 2h bits. Cuánto tiempo cuesta enviar el fichero? c) Lo mismo que en el apartado anterior pero con conmutación de mensaje. d) Finalmente supón que la red es de conmutación de circuito. La velocidad de transmisión entre el origen y el destino es de R bps. El tiempo de establecimiento de la conexión es t S y h los bits de cabecera para todo el fichero. Cuánto tiempo cuesta enviar el fichero?

2 5.- Sean dos nodos, A y B, conectados mediante un único enlace por el que transmiten a R bps. Ambos hosts están separados una distancia de m metros, y la velocidad de propagación es s m/seg. El host A envía un paquete de tamaño L bits al host B. a) Expresa el retardo de propagación en términos de m y s. b) Determina el tiempo de transmisión, t trans, del paquete en términos de L y R. c) Sin tener en cuenta el retardo de procesamiento y el asociado a las colas, obtén una expresión para el retardo entre el origen y el destino. d) Supón que el host A comienza a transmitir el paquete en t=0. Cuando haya transcurrido t= t trans, dónde está el último bit del paquete? e) Supón que t prop es mayor que t trans. Cuando t= t trans, dónde está el primer bit del paquete? f) Supón que t prop es menor que t trans. Cuando t= t trans, dónde está el primer bit del paquete? g) Supón s=2.5*10 8, L=100 bits y R=28 Kbps. Cuál es la distancia m que hace que t prop = t trans? 6.- Sean varios usuarios que comparten un enlace de 1 Mbps. Supóngase también que cada usuario precisa 100 Kbps cuando transmite, pero transmite sólo durante el 10 por ciento del tiempo. a) Si se utiliza conmutación de circuito, cuántos usuarios pueden comunicarse simultáneamente? b) Con conmutación de paquete, Cuál es la probabilidad de que un usuario dado esté transmitiendo? 7.- Dos hosts A y B están separados por una distancia de Km, y conectados por un enlace directo de R= 1 Mbps. Suponed que la velocidad de propagación es de 2.5 * 10 8 m/s. a) Calcula el producto R* tprop. Da una interpretación. b) Si se envía un fichero de bits en un solo paquete (sin segmentación). Cuál es el máximo número de bits que hay en el enlace simultáneamente? c) Cuál es la anchura de un bit en metros? d) Obtened una expresión general para la anchura de un bit en términos de la velocidad de propagación, el ancho de banda R y la longitud del enlace m. 8.- Sean A y B dos nodos separados por una distancia de m conectados por un enlace directo de frecuencia de transmisión 8 Mbps. Cuanto tiempo tardará un paquete de 128 bits en llegar del nodo A al nodo B si la velocidad de propagación es de 4*10 8 m/s? Suponemos los retardos de procesamiento y de cola despreciables. 9.- Sean A y B dos nodos conectados por un router. Cada enlace mide m con una frecuencia de transmisión de 8 Mbps por enlace. Cuanto tiempo tardará un paquete de 128 bits en llegar del nodo A al nodo B si la velocidad de propagación es de 4*10 8 m/s? Suponemos el retardo de cola igual a 5 microsegundos y el retardo de procesamiento despreciable.

3 10.- Sean dos PCs (PC1 y PC2) que tienen que comunicarse atravesando 3 Routers (RouterA, RouterB y RouterC) tal como indica la figura. La frecuencia de transmisión de cada enlace es de 1 Mbps. La velocidad de propagación de la señal es en todos los casos de Km/s, siendo la longitud de cada enlace de 2000 Km. Suponemos que el retardo de cola es nulo y el retardo de procesamiento es de 3.5 ms por router. Calcular el retardo (ida y vuelta) que transcurre cuando el PC1 envía un mensaje al PC2 y éste le contesta. Suponemos que los mensajes que se envían entre el PC1 y el PC2 tienen una longitud de 128 bytes cada uno Supongamos el siguiente esquema de redes de área local (Redes 1, 2, 3 y 4) con tecnología Ethernet, interconectadas mediante los Routers R1, R2 R3, y R4. A 1 R1 2 R2 R3 B 3 R4 4 Supongamos que desde el nodo A un usuario pone en marcha la aplicación Internet Explorer y solicita una determinada página web al servidor correspondiente ubicado en el nodo B.

4 a) Indica mediante un esquema el camino que siguen los datos desde que los genera el usuario del nodo A hasta que llegan a la aplicación servidora residente en B, así como el camino que sigue la respuesta de B hasta que llega al usuario que ha realizado la solicitud. Especifica cada uno de los elementos implicados en esta comunicación (hosts, routers,...), así como cada uno de los niveles de la arquitectura TCP/IP (5 niveles) implicados en cada elemento. b) Para cada uno de los niveles de cada elemento de la red implicado en esta comunicación, explica detalladamente la tarea principal que realiza, así como los protocolos implicados. Indica también si ese nivel añade o quita información al bloque de información que le ha llegado, para pasar al siguiente nivel. c) Supongamos que la petición que hace A a B genera un mensaje de bits. Si todas las transmisiones se realizan siempre a 1000 bits por segundo y el tamaño de paquete es de 2000 bits, calcula la diferencia de tiempo obtenida en transmitir el mensaje mediante conmutación de paquete y mediante conmutación de mensaje. Cuál es más rápido? Por qué? 12.- Indica cuál de las siguientes afirmaciones no hace referencia a un servidor: a) El proceso Servidor es el que inicia la comunicación. b) Es un programa de propósito específico que se ejecuta en modo privilegiado. c) Se ejecuta de forma permanente. d) Normalmente inicia la ejecución durante el arranque del sistema Acerca de un servicio no orientado a conexión podemos afirmar que: a) Proporciona una transferencia de datos fiable. b) Previamente al envío de los datos se avisa a cliente y servidor de que va a haber un intercambio de paquetes. c) No se realiza control de errores ni control de flujo. d) Se apoya en Reconocimientos y Retransmisiones Sean dos nodos A y B separados por una distancia de Km que están conectados por un enlace directo de R = 4 Mbps. Si la velocidad de propagación es de 2.5 * 10 8 m/s, cuál es el número máximo de bits que habrá en el enlace simultáneamente y la anchura de un bit en metros? a) 2.5 * 10 8 bits y 0.08 metros por bit, respectivamente. b) bits y 625 metros por bit, respectivamente. c) 2.5 * bits y 0.08 metros por bit, respectivamente. d) bits y 250 metros por bit, respectivamente.

5 15.- Sean dos nodos A y B, conectados mediante un único enlace por el que transmiten a R bps. Ambos nodos están separados por una distancia de m metros, y la velocidad de propagación es s m/seg. El nodo A comienza a enviar un paquete de tamaño L bits al nodo B en el instante t=0. Si t prop es menor que t trans, cuando t= t trans, dónde estará el primer bit del paquete? a) Acaba de ser volcado en el enlace. b) Ya ha llegado al nodo B. c) En el enlace, no ha llegado todavía a B. d) Está en A, no ha sido volcado al enlace todavía Se quiere enviar un mensaje de 20 Kbytes entre dos hosts conectados directamente. La conexión entre ellos presenta las siguientes características: Distancia = 1000 Km Longitud del paquete = 50 bytes Velocidad de transmisión = 155 Mbps Velocidad de propagación = 2*10 5 Km/s Suponed despreciables el tiempo de procesamiento y el retardo de cola. a) Calcular el tiempo de transmisión del mensaje cuando se utiliza conmutación de paquete sobre circuito virtual. En el circuito virtual, los paquetes viajan siempre por el mismo camino, lo que quiere decir que se tiene que establecer ese camino antes de empezar a transmitir. Para este problema, el Tiempo de establecimiento del circuito virtual es t s = 100 mseg y la sobrecarga de la cabecera será h = 10 bytes. b) Calcular el tiempo de transmisión del mensaje cuando se utiliza conmutación de paquete sobre datagramas (sobrecarga por cabeceras = 24 bits). c) Recalcular el tiempo de transmisión del mensaje del apartado A cuando se añade entre los dos hosts un router Dos hosts, A y B, están separados por 2 routers, conectados por enlaces de 500 Km cada uno. La tasa de transmisión empleada es 1 Gbps en todos los enlaces, y la velocidad de propagación es de 2, m/s. Suponemos el retardo asociado a las colas nulo en cualquier caso, 1 Kbyte = 10 3 bytes y 1 Gbps = 10 9 bps. Calcula el retardo entre el host A y el host B en los siguientes supuestos: a) Utilizando conmutación de paquetes, con paquetes de 1000 bytes, el host A transmite un fichero de 10 Kbytes al host B, y el tiempo de procesamiento en los routers es de 1 microsegundo. b) Utilizando conmutación de paquetes, con paquetes de 1000 bytes, el host A transmite un fichero de 10 Kbytes al host B, el tiempo de procesamiento en los routers es de 10 microsegundos, y el último enlace tiene una tasa de transmisión de 500 Kbps. c) Utilizando conmutación de circuito, el host A transmite un fichero de 10 Kbytes al host B, y el tiempo de procesamiento en los routers es de 1 microsegundo (Suponemos que el establecimiento y el cierre de la conexión es de 1 msg en total). d) Utilizando conmutación de circuito, el host A transmite un fichero de 10 Kbytes al host B, pero el tiempo de procesamiento en los routers es de 10 microsegundos y la tasa de transmisión del tercer enlace es de 500 Kbps

6 (Suponemos que el establecimiento y el cierre de la conexión es de 1 msg en total) Vamos a desarrollar una aplicación para Internet. Utilizaríamos TCP o UDP? En qué casos utilizaríamos uno u otro? Enumerar algunas aplicaciones reales que utilicen estos protocolos Sean dos nodos, A y B, conectados entre sí por medio de un router. La frecuencia de transmisión de ambos enlaces de R Mbps y el tamaño del paquete que se envía L bits. Suponemos que se utiliza conmutación de paquetes y que el retardo de procesamiento y el de cola son despreciables. a) Si la velocidad de propagación es de v m/s, cuál debe ser el tamaño de los enlaces para t trans = 2*t prop? b) Con la distancia calculada en el apartado anterior, calcular el tiempo total de transmisión entre A y B del paquete que se envía. c) Utilizando los datos calculados en los apartados anteriores, en el instante t=t trans cuántos bits han llegado al router? cuántos bits han llegado al nodo B? Justifica la respuesta. d) Y en el instante t=2*t trans? cuántos bits han llegado al router? cuántos bits han llegado al nodo B? Justifica la respuesta. e) Y en el instante t=t prop? cuántos bits han llegado al router? cuántos bits han llegado al nodo B? Justifica la respuesta. f) Y en el instante t=2*t prop? cuántos bits han llegado al router? cuántos bits han llegado al nodo B? Justifica la respuesta Por un enlace se quiere transmitir un paquete de bits. La velocidad de propagación del enlace es de 5*10 8 m/s. Cuál ha de ser la distancia de ese enlace para que en el momento de máxima ocupación hayan bits en el enlace, si el tiempo que se ha tardado en transmitir el paquete es de 10 ms? 21.- Sean dos nodos, A y B, conectados entre sí por medio de un router. La frecuencia de transmisión de ambos enlaces es R Mbps y su velocidad de propagación es v m/s. Se quiere transmitir un mensaje F = nl bits, siendo L el tamaño del paquete que se envía y n el número de paquetes. Suponemos que se utiliza conmutación de paquetes y que el retardo de procesamiento y el de cola son despreciables. a) Cuál debe ser la longitud de los enlaces para que tprop = 2*ttrans? Suponed además que el primer enlace tiene el doble de longitud que el segundo. b) Cuál es el número de bits que caben en el enlace 1 simultáneamente? Y en el enlace 2? c) Cuál es el tamaño de un bit? d) Si cambiamos un enlace, de tal manera que la frecuencia de transmisión sea ahora R1 Mbps para el primer enlace y R2 Mbps para el segundo y R2 > R1, calculad el tiempo necesario para transmitir el fichero F entre A y B, utilizando

7 conmutación de mensajes y conmutación de paquetes. Qué tiempo es mayor? Justificar la respuesta. Suponed el retardo de propagación nulo Sea el sistema de la figura: Host A R1 Router 1 R2 Router 2 R2 Host B Se quiere transmitir un mensaje de F = nl bits, siendo L el tamaño del paquete que se envía y n el número de paquetes. Suponemos que el retardo de procesamiento, el de propagación y el de cola son despreciables. a) Si R2 > R1, calculad el tiempo necesario para transmitir el fichero F entre A y B, utilizando conmutación de mensajes y conmutación de paquetes. Qué tiempo es mayor? Justificad la respuesta. b) Cuál es el número de bits que caben en los enlaces simultáneamente? Suponed d1, d2 y d3 la distancia de cada enlace, y v su velocidad de propagación. c) Indica los niveles de la jerarquía TCP/IP por los que pasa cada paquete que se envía desde A hasta B y el camino que siguen los datos Sea el sistema de la figura basado en una red Ethernet: HOST A d = 10 Km R = 1 Mbps Router d = 10 Km R = 10 Mbps HOST B Con los datos indicados en la figura, y considerando que la velocidad de propagación de ambos enlaces es de 10 8 m/s y el resto de tiempos nulos, se pide: a) Número máximo de bits en cada uno de los enlaces (consideramos 1 Mbps igual a 10 6 bps). b) Anchura de un bit en metros, para cada uno de los enlaces. c) Si consideramos que se comienza a enviar un paquete de 128 bytes en t = 0, en el instante t = ttrans, dónde estará el primer bit de dicho paquete? y el último? d) Si consideramos que se comienza a enviar un paquete de 128 bytes en t = 0, en el instante t = tprop, dónde estará el primer bit de dicho paquete? y el último? e) Indicar los niveles de cada uno de los nodos de la pila de protocolos TCP/IP por los que pasa cada paquete que se envía desde el Host A hasta el Host B y el camino que siguen los datos.

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