PROBLEMAS DE REDES DE ÁREA LOCAL

Transcripción

1 PROBEMAS DE REDES DE ÁREA OCA PROBEMA 1. Se consideran dos Redes de Área ocal: RA1 y RA2 con las siguientes características: RA1: Vt=10Mbits/s Técnica de Acceso al medio: CSMA/CD 1P Número de estaciones: 10 Tamaño máximo de trama: 1518 octetos 26 octetos de control en la trama de datos RA2: Vt=10Mbits/s Técnica de Acceso al medio: Paso de Testigo en Anillo Tiempo de posesión: 10ms 21 octetos de control en la trama de datos Número de estaciones: 10 (equiespaciadas a lo largo del anillo) Tiempo de propagación a lo largo del anillo: 1ms Retardo en los nodos despreciable Todas las estaciones tienen igual prioridad Con estos datos se pide calcular el tiempo que tarda un usuario A de una Red de Área ocal en enviar un fichero de bytes a otro usuario B de su misma Red de Área local así como la eficiencia de la transferencia en los siguientes casos: a) BAJA CARGA RA1: A y B son usuarios de la RA1. Suponer que la estación A tarda un tiempo medio de 96, μs. en detectar el canal libre (Sólo la estación A tiene datos que transmitir). b) ATA CARGA RA1: A y B son usuarios de la RA 1, pero ahora la estación A tarda un tiempo medio de 50ms. en detectar el canal libre y empezar a transmitir correctamente (Se supone en este caso que todas las estaciones tienen datos que transmitir y se producen colisiones). Pág. 1 de 9

2 PROBEMA 2. Se considera una RA con topología en árbol/estrella que utiliza como protocolo de acceso al medio CSMA/CD (tecnología IEEE 802.3). Esta RA, representada en la figura, forma parte de la infraestructura de comunicaciones de una organización. a RA considerada dispone de nodos centrales denominados Hubs. Cada Hub dispone de varios puertos a los que se pueden conectar estaciones finales o bien otro repetidor en cascada con el fin de configurar una topología en árbol. a conexión entre una estación final y el repetidor o entre dos repetidores se realiza con 2 pares trenzados (un par para transmitir y otro par para recibir). PAR TRENZADO (2 pares) ESTACIONES FINAES Teniendo en cuanta además que la RA de la figura tiene las siguientes características: C = Vp = km / s Re tardo_ = 8μ s se pide: a) Describir el comportamiento del protocolo CSMA/CD en la RA de la figura (comportamiento de los repetidores, detección de colisiones, utilización de los pares trenzados para la transmisión/recepción de una trama de una trama etc). b) Suponiendo que la longitud de los enlaces Hub-estación final o Hub-Hub son todos iguales, calcular la longitud máxima de estos enlaces para el correcto funcionamiento del protocolo CSMA/CD en la RA de la figura. c) Suponiendo que una estación por término medio necesita 10μs en detectar el canal libre y poder transmitir correctamente una trama sin colisión, calcular el tiempo necesario para que la estación final transfiera un fichero de 1Mbytes a otra estación final de la RA de la figura. d) Una empresa fabricante de componentes de RA ha desarrollado un dispositivo basado en un repetidor multipuerto capaz de conocer el puerto en el que se encuentra la estación destinataria de una trama. qué implicaciones tendría este dispositivo en el número de colisiones globales? Pág. 2 de 9

3 PROBEMA 3. a figura representa parte de la red corporativa de una empresa de servicios. En ella se disponen de estaciones clientes dotadas de tarjetas de red Ethernet a 10Mbps utilizadas por los empleados de la empresa y una estación servidora de aplicaciones con una tarjeta de red Ethernet dúplex a 100 Mbps. 100 Mbps NODO CENTRA DE A RED CORPORATIVA SERVIDOR A B C D Cliente A1 Cliente B1 Cliente C1 Cliente D1 Respecto de este nodo central se ha decidido usar un Conmutador Ehernet con puertos a 10/100Mbps, disponiendo de funcionalidad dúplex en el puerto a 100Mbps Respecto de esta topología se pide contestar a las siguientes cuestiones: a) Cuántas estaciones conectadas al Hub A pueden estar simultáneamente transmitiendo datos al servidor? Razonar la respuesta. b) Cuántas estaciones conectadas a cualquier Hub pueden estar simultáneamente transmitiendo datos al servidor? Razonar la respuesta. c) Suponiendo que en cada Hub hay conectadas 10 estaciones determinar cuántos dominios de colisión existen en la figura. Razonar la respuesta. d) Determinar el flujo máximo de datos que podría alcanzarse para una estación cliente. Razonar la respuesta. e) Calcule la máxima velocidad de transmisión de datos alcanzable en el interfaz Nodo Central- servidor. f) Calcule la máxima distancia teórica que puede haber entre el servidor y el nodo central, teniendo en cuenta que la velocidad de propagación es Km/s. g) Suponiendo que el nodo central fuera un Router determinar las ventajas, e inconvenientes de la nueva solución elegida para la eficiencia y gestión de la red respecto a un conmutador Ethernet. Razonar la respuesta. Pág. 3 de 9

4 PROBEMA 4. a red de la figura representa una posible infraestructura de comunicaciones de Red de Área local con tecnología CSMA/CD (IEEE 802.3) para una empresa de servicios. 500m Respecto de esta infraestructura y suponiendo que la velocidad de propagación de la señal en cualquier medio físico es de Kms/s se pide contestar a las siguientes cuestiones: a) Identificar los dominios de colisión existentes en la red (se entiende por dominio de colisión las distintas zonas de una red donde se pueden producir colisiones entre dos o más estaciones). b) Identificar los medios físicos utilizados en cada parte de la red. Cuál es la misión de los transceptores? Pueden coexistir distintas variantes 10BASEX en una misma red? c) Cuál es el funcionamiento del de fibra óptica? y del 10BASET? d) Cuál es el funcionamiento de un repetidor multipuerto? e) Funciona adecuadamente el protocolo CSMA/CD (IEEE 802.3) en la red de la figura? f) Proponer alguna solución que permitiera mejorar la eficiencia de la red. Pág. 4 de 9

5 PROBEMA 5. Sea una Red de Área local Inalámbrica formada por 10 estaciones. En esta red todas las estaciones comparten un canal de frecuencias por el que compiten para conseguir el acceso al medio. En esta red las estaciones utilizan como técnica de acceso al medio una variante de la conocida técnica CSMA (Carrier Sense Múltiple Access). En esta red una estación que quiera transmitir escucha primero si el canal está libre. A diferencia de las redes CSMA/CD las estaciones de esta red inalámbrica no tienen capacidad de escuchar el canal mientras están transmitiendo. Una estación que detecta el canal libre transmite su trama de datos y espera una trama de confirmación ACK. Si no se recibe confirmación se interpreta como una posible colisión y se reintenta enviar la trama de datos. Respecto de esta red se pide contestar a las siguientes cuestiones: a) Comparar la eficiencia en el uso del ancho de banda de la técnica de acceso al medio de la RA inalámbrica con una red CSMA/CD. Razonar la respuesta. b) Es necesario para el funcionamiento de la técnica de acceso al medio de la RA inalámbrica un tamaño mínimo de trama? Razonar la respuesta. c) Se pueden producir duplicados en las tramas de datos en la RA inalámbrica? Razonar la respuesta. Suponiendo que la Red inalámbrica tiene las siguientes características técnicas: - Capacidad = 11Mbps. - Tamaño máximo de trama = 2346 (2312 octetos de datos y 34 de control). - Retardo de propagación medio entre estaciones = 0,05ms. - ongitud temporal de trama ACK despreciable. d) Calcular el tiempo de transmisión de un fichero de 1Mbyte en la Red inalámbrica suponiendo que únicamente hay una estación transmitiendo datos. Suponiendo que tenemos una red CSMA/CD con las siguientes características técnicas: - Capacidad = 10Mbps. - Tamaño máximo de trama = 1526 (1500 octetos de datos y 26 de control). - Tiempo medio de acceso al medio sin colisión = 0,05ms. e) Calcular el tiempo de transmisión de un fichero de 1Mbyte en una red CSMA/CD y comparar este tiempo con el resultado obtenido en el apartado anterior. Pág. 5 de 9

6 PROBEMA 6. Sea la red de la figura que representa parte de la Red Corporativa de una organización. Internet / /24 Encaminador a 100 Mbps Conmutador Ethernet e Pto. Acceso /24 10Mbps b c d 10 Est. Igual ongitud Hub* Hub Hub /24 10 Est Est Est / /24 *Hub: También llamado en ocasiones Concentrador de Cableado Respecto de esta red se pide contestar a las siguientes cuestiones: a) Determinar qué enlaces ( a, b, c y/o d ) podrían funcionar en modo dúplex y cuáles en modo semi-dúplex de acuerdo al protocolo de la red. Razone la respuesta. b) Explicar claramente qué dominios de colisión existen en la red. Razone la respuesta. Teniendo en cuenta que se conoce que la longitud de los enlaces b, c y d es igual a la longitud de los enlaces de las estaciones conectadas a los Hub se pide: c) Calcular esta longitud para el correcto funcionamiento del estándar IEEE siendo la Vp = km/ s y el Re tardo _ = 28μs Razone la respuesta. Teniendo en cuenta que la función del Punto de Acceso es la de un puente contestar a las siguientes cuestiones: d) Supóngase que una estación Wireless con la dirección IP: quiere conectarse a una máquina de Internet. Determinar qué dirección MAC llevará la trama Ethernet que recibe el conmutador por el enlace e originada por la estación Wireless. Razone la respuesta. e) Supóngase que el punto de acceso opera de acuerdo al estándar IEEE b. Determinar si en la zona de cobertura del Punto de Acceso la eficiencia es mayor que en la zona de la red con tecnología 10BASET, en igualdad de condiciones. Razone la respuesta. Pág. 6 de 9

7 PROBEMA 7. Se pretende en este ejercicio comparar el funcionamiento de un Conmutador y de un Hub Ethernet. Para ello se propone estudiar el rendimiento de una aplicación común de registro de usuarios en dos escenarios. os escenarios propuestos son los siguientes: Escenario 1: Consta de 10 estaciones cliente y una estación servidora. as estaciones cliente disponen de una tarjeta Ethernet dúplex a. a estación servidora dispone de una tarjeta Ethernet dúplex a 100 Mbps. El conmutador Ethernet dispone de puertos Ethernet en modo dúplex 10/100. En este escenario se considera que el Conmutador Ethernet almacena completamente las tramas y luego las retransmite. Además se supone que las tramas tienen un tiempo medio de almacenamiento y proceso de 1 μs. Finalmente se consideran despreciables los retardos de propagación debidos a los medios físicos. Cliente 1 Servidor Mbps... Conmutador Ethernet... Cliente Cliente 2 Escenario 2: Este escenario consta también de 10 estaciones cliente y una estación servidora. as estaciones cliente y el servidor se conectan por medio de una tarjeta ethernet convencional a 10Mbps a un Hub. En este escenario se considera que, una vez que el medio de transmisión este libre, el tiempo medio que le lleva a cualquier estación en poder acceder al medio físico libre de colisiones es de 1ms. Finalmente, al igual que en el escenario anterior, se consideran despreciables los retardos de propagación debidos a los medios físicos. Cliente 1 Servidor M bps Hub Ethernet M bps Cliente Cliente 2 a aplicación común de registro de usuarios consiste en lo siguiente: En un instante inicial, las 10 estaciones cliente envían de forma simultánea una solicitud a la estación servidora que consiste a nivel de enlace en una trama Ethernet de tamaño máximo. a estación servidora responde a la petición de cada estación con una confirmación de registro que consiste a nivel de enlace en una trama Ethernet de tamaño mínimo. En este contexto se pide: Pág. 7 de 9

8 a) Calcular el tiempo total de registro de los 10 usuarios en el escenario 1 explicando claramente el significado de cada contribución de tiempo. b) Calcular el tiempo total de registro de los 10 usuarios en el escenario 2 explicando claramente el significado de cada contribución de tiempo. c) Expresar en función de un número cualquiera de estaciones cliente N el tiempo total de registro del apartado 1. d) Expresar en función de un número cualquiera de estaciones cliente N el tiempo total de registro del apartado 2. e) Suponiendo que el número de estaciones cliente es igual a 1 (N=1) y que el tiempo de almacenamiento y proceso del escenario 1 se conserva a 1μs calcular el tiempo medio de acceso que debería existir en la red del escenario 2 para efectuar el registro en el mismo tiempo que en el escenario 1. PROBEMA 8. a red de la figura representa parte de la Red de Área ocal de una Organización. Esta red está formada por 3 Conmutadores Ehernet, dos Hub s y diferentes estaciones. os Conmutadores Ethernet dispone de puertos que funcionan a 10/100/100 Mbits/s de acuerdo a las especificaciones de la figura. Estos puertos funcionarán en modo dúplex siempre que sea posible. En este escenario se considera que los Conmutadores Ethernet almacenan completamente las tramas y luego las retransmiten. Además se supone que las tramas tienen un tiempo medio de almacenamiento y proceso de 1 μs. Cuando un puerto de un conmutador o de una estación funcione en modo semidúplex se va a considerar en este escenario que el tiempo medio en poder acceder al medio físico libre de colisiones va a ser 1ms. Finalmente se consideran despreciables los retardos de propagación debidos a los medios físicos. Est. 2.1 Est. 2.2 Est. 2.3 Est. 2.4 CONMUTADOR 2 1Gbit/s 1Gbit/s CONMUTADOR 1 CONMUTADOR 3 Est Mbit/s 10Mbit/s Est Mbit/s Est. 3.2 Est. 3.3 Est. 3.4 Pág. 8 de 9

9 Con estas suposiciones se pide contestar a las siguientes cuestiones: a) Especificar claramente cuántos dominios de colisión existen en la figura y a qué estaciones afectan. b) Calcular el tiempo total de una transferencia consistente en el intercambio de una trama Ethernet de tamaño máximo y una trama Ethernet de tamaño mínima entre las Estaciones 1.1 y 3.1. a trama máxima la enviará la Est. 1.1 a la Est. 3.1 y la trama mínima la enviará la estación 3.1 a la Est. 1.1 en contestación a la trama máxima recibida. c) Calcular el tiempo total de la misma transferencia anterior, pero ahora entre las estaciones 1.1 y 3.2. En el supuesto que en la red de la figura estuvieran configuradas dos Redes privadas Virtuales; una formada por las Estaciones 2.1, 2.2, 2.3, 3.2, 3.3, y 3.4 y la otra por las Estaciones 1.1, 2.4 y 3.1. d) Sería posible el tráfico de broadcast entre las estaciones 2.1 y 1.1? Cómo se comunicarían estas estaciones? Pág. 9 de 9