INTERCONEXIÓN DE REDES. Colección de ejercicios

Transcripción

1 INTERCONEXIÓN DE REDES Colección de ejercicios Enrica Zola --- Septiembre de

2 NOTA IMPORTANTE Esta colección de ejercicios recoge algunos ejercicios que se trabajan durante las clases de la asignatura de Interconexión de Redes del curso A del Grado de Ingeniería Telemática y de Sistemas de la Escuela de Ingeniería de Telecomunicación y Aerospacial de Castelldefels (EETAC) de la UPC. Algunos ejercicios estaban ya presentes en la Colección de Ejercicios de la asignatura de Arquitecturas Telemáticas impartida en el curso B de Ingeniería Técnica de Telecomunicación, especialidad Telemática, de la EPSC. Dicha colección fue publicada en 00 por los profesores Lluís Casals Ibáñez y Enrica Zola, del Departamento de Ingeniería Telemática de la UPC y está disponible online: Primera edición: febrero de 0. Segunda edición: septiembre de 0. Tercera edición: febrero de 0. Cuarta edición: septiembre de 0. Quinta edición: febrero de 03. Sexta edición: septiembre de 04. Séptima edición: septiembre de 05. P age

3 ÍNDICE Índice 3 INTRODUCCIÓN A LA INTERCONEXIÓN 5. Introducción a los conceptos de colisión y de propagación de la señal 5. Dominio de colisión y de broadcast 7.3 Subnetting 0 Redes de área local 7. Arquitectura de red 7. Nivel LLC 3 Ethernet 3 3. Primitivas de servicio y formatos de las tramas 3 3. Análisis de tramas Ethernet Protocolo de acceso al medio 9 4 Dispositivos de interconexión 3 4. Retardo de propagación 3 4. Reenvío de tramas y tabla SAT Colisiones y retardos Dimensionado de los enlaces y cálculo del backplane 36 5 Spanning tree protocol Fundamentos del algoritmo Spanning Tree Cambio de topología STP y aprendizaje de las direcciones MAC en las SAT de los puentes 50 6 Lan Virtuales Dominios de colisión y de broadcast; tipos de enlaces VLAN Comunicación entre VLANs 63 7 FAST Y GIGABIT ETHERNET Eficiencia de canal y eficiencia de trama Arquitectura de red y primitivas de servicio 70 8 REDES DE ÁREA LOCAL INALAMBRÍCAS Dominio de colisión en WLAN y configuración de canales Mecanismo de acceso al medio y eficiencia 75 9 MECANISMOS DE ACCESO AL MEDIO 8 9. Aloha puro y Aloha ranurado 8 9. Familia CSMA 83 3 Page

4 9.3 Comparación de las prestaciones de diferentes protocolos Acceso al medio y propagación de tramas 88 0 EJERCICIOS DE FINAL DE CURSO 93 EJEMPLO DE EXAMEN PARCIAL 0 EJEMPLO DE EXAMEN FINAL 05 4 P age

5 Interconexión de redes Tema Introducción a la interconexión INTRODUCCIÓN A LA INTERCONEXIÓN. Introducción a los conceptos de colisión y de propagación de la señal Ejercicio.. Hay dos estaciones, A y B, en los extremos opuestos de un bus de km de longitud. La tasa de transmisión de las estaciones es de 0 Mbps. La longitud de las tramas que se envían es de 0 bytes. En el instante inicial t=0, ambas estaciones empiezan a transmitir una trama a la otra estación. La velocidad de propagación es de dos tercios la de la luz (x0 8 m/s. Responder a las preguntas siguientes:. Hay colisión entre las tramas? Dónde? Justificar la respuesta completando el dibujo. Distancia (en metros o km) Tiempo (en segundos) km A B t = 0 t = 0 Figura... Si el medio es half dúplex, hay alguna estación que reciba bien la trama que le envía la otra estación? Y si el medio fuese full dúplex? Justificar las respuestas. 3. Si el tiempo de transmisión de la trama que envía A fuese µs, cambiaría algo con respecto a las consideraciones del apartado y? 4. Considerando el caso inicial (A y B envían una trama de 0 bytes), si entre las dos estaciones, A y B, hay una tercera estación, C, que comparte el bus, C recibe 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.. Considerar la red inalámbrica de la Figura..: hay 4 estaciones que tienen un alcance de 50 metros. El tiempo de transmisión es fijo e igual a s; la velocidad de propagación en el aire es igual a la velocidad de la luz (3x0 8 m/s). Para simplificar, suponer que las comunicaciones son half dúplex y que las estaciones descartan las tramas cuando se produzca una colisión. 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:. Qué estaciones de la red reciben la trama de B? Cuáles la descartan? Razonar la respuesta.. C recibe correctamente la trama que D le envía? Razonar la respuesta. 5 P age

6 Interconexión de redes Tema Introducción a la interconexión 50 m 50 m A 50 m B C D 50 m Figura.. 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 0 Mbps. Si A y D transmiten una trama en el instante t = T, cuál es la mínima longitud permitida a la trama de A para que B vea colisión entre las dos tramas? Suponer que la velocidad de propagación es de dos tercios la de la luz. Ejercicio..4 Consideremos un bus compartido con tres estaciones (A, B y C) en half dúplex a una velocidad de transmisión vt = 00Mbps. La Figura..3 representa la configuración de esta LAN. En el instante de tiempo t=0, la estación A envía una trama con destino C, y en el instante de tiempo t= s, la estación B envía una trama con destino A. Si la velocidad de propagación del bus es de x0 5 km/s, cuál es la máxima longitud de trama que puede enviar la estación A para que los receptores puedan recibir bien los datos? A 00 m B 00 m C t = 0 t = 0 Figura..3 Ejercicio..5 Considerar una red con 3 estaciones A, B y C conectadas a través de un HUB. La distancia entre A y B es de 500 metros, entre A y C 00 metros y entre B y C 700 metros. La tasa del canal es de 00 Mbps. La velocidad de propagación del medio de comunicación es de x0 5 km/s. Para simplificar, consideremos que el HUB no introduce retardo en la propagación de la señal. 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) para que el destino la reciba bien? 6 P age

7 Interconexión de redes Tema Introducción a la interconexión. Dominio de colisión y de broadcast Ejercicio.. En relación a las redes mostradas a continuación, determinar el/los dominio/s de colisión y de broadcast de nivel. Considerar que la red es half dúplex. Caso. 5 m 5 m 50 m 50 m 50 m Hub F.O. 500 m Repetidor F.O. 500 m Hub 50 m 70 m 70 m F.O. 50 m 500 m 80 m 5 m Hub 70 m 50 m 00 m 00 m 00 m 50 m 00 m Retardo NIC Ethernet : s Retardo repetidor/hub Ethernet : s Retardo : 0,556 s / 00 m Retardo Fibra òptica: 0,5 s / 00 m Figura.. Caso. 5 m 5 m 50 m 50 m 50 m Switch F.O. 500 m Repetidor F.O. 500 m Hub 50 m 70 m 70 m F.O. 50 m 500 m 80 m 5 m Hub 70 m 50 m 00 m 00 m 00 m 50 m 00 m Retardo NIC Ethernet: s Retardo repetidor/hub Ethernet: s Retardo : 0,556 s / 00 m Retardo fibra òptica: 0,5 s / 00 m Retardo NIC switch: 0,5 s Figura.. 7 P age

8 Interconexión de redes Tema Introducción a la interconexión Caso 3. 5 m Switch 00 m Repetidor F.O. 500 m Switch 50 m 70 m F.O. 500 m 80 m 00 m 50 m Hub 70 m 50 m 00 m Retardo NIC Ethernet: s Retardo repetidor/hub Ethernet: s Retardo : 0,556 s / 00 m Retardo Fibra òptica: 0,5 s / 00 m Retardo NIC switch: 0,5 s Figura..3 Caso 4. B 00 m A D F 50 m 50 m 50 m HUB PUENTE HUB REPETIDOR 50 m 00 m 50 m 50 m C 00 m E 300 m Figura..4 G 8 P age

9 Interconexión de redes Tema Introducción a la interconexión Ejercicio.. Estación A Switch Repeater Repeater Puente Estación B Estación C Estación D Estación E Estación F Estación G Figura..5 Estación H Estación I Supongamos que tenemos la red half dúplex de la Figura..5.. Si la estación D transmite, hasta dónde llegará su señal física?. Si la estación A transmite una PDU de nivel a B, cuántas estaciones podrán transmitir al mismo tiempo? 3. Si la estación H transmite una PDU de nivel a D, la estación F podría transmitir al mismo tiempo una PDU a B? y a I? 4. Si la estación H transmite una PDU de nivel a B, la estación C podrá transmitir al mismo tiempo una trama a A? y a D? 9 P age

10 Interconexión de redes Tema Introducción a la interconexión.3 Subnetting Ejercicio.3. Qué tipo de direcciones (red, máquina o broadcast) son las siguientes direcciones IP y a qué subred pertenecen si tenemos una máscara de subred ?? Ejercicio.3. Qué tipo de direcciones (red, máquina o broadcast) son las siguientes direcciones IP y a qué subred pertenecen si tenemos una máscara de subred ?? Ejercicio.3.3 Disponemos de la siguiente dirección de red Cuántas subredes podríamos definir, si consideramos que cada una tiene que identificar 6 máquinas (ordenadores e impresoras)? Razonar vuestra respuesta. Ejercicio.3.4 Disponemos de la siguiente dirección de red Cuántas subredes podríamos definir, si consideramos que cada una tiene que identificar 6 máquinas (ordenadores e impresoras)? Razonar vuestra respuesta. Ejercicio.3.5 Disponemos de la siguiente dirección de red Cuántas subredes podríamos definir, si consideramos que cada una tiene que identificar 6 máquinas (ordenadores e impresoras)? Razonar vuestra respuesta. Ejercicio.3.6 Disponemos de la siguiente dirección de red /9.. Cuántas máquinas (ordenadores, impresoras, ) podemos identificar en esta red?. Indicar la dirección del router. 3. Indicar la dirección de broadcast. 0

11 Interconexión de redes Tema Introducción a la interconexión Ejercicio.3.7 Una empresa dispone de 80 máquinas a las que se deben asignar direcciones IP. El administrador de la empresa dispone del rango Se plantea una distribución que permita disponer de cuatro subredes, con 0 máquinas por subred, tal como muestra la Figura.3.. Figura.3.. A qué clase de direcciones IP pertenecen las direcciones de máquina de la empresa?. Cuál es la dirección de broadcast de la red? 3. Plantee una asignación de direcciones IP que permita la división en las subredes indicadas. Por cada subred debéis indicar: rango de direcciones de cada subred dirección de subred y dirección de broadcast de la subred direcciones y máscaras de subred que asignáis a las máquinas y al router Considere dos opciones: a) siguiendo la normativa del RFC 950 b) prescindiendo de las restricciones del RFC Cuántas direcciones del rango no se podrán utilizar a causa de la división en subredes? (considere las dos opciones a) y b) del apartado anterior). A partir de ahora, se considera que la caché ARP de todos los dispositivos de la Figura.3. se vacía justo antes de llevar a cabo cualquier comunicación. 5. Supongamos que la máquina A tiene la máscara En dichas condiciones, si la máquina A envía datos a la C, ésta última puede recibir los datos? 6. Lo mismo que el apartado anterior, pero en el caso que A envíe datos a B. 7. Si A quiere enviar una petición de descarga de la página web de Google, será posible que dicha petición llegue al servidor de Google? (asuma que la dirección IP de Google sea ) 8. En los puntos 5, 6 y 7, ha sido necesario tener en cuenta la máscara de subnetting del destinatario?

12 Interconexión de redes Tema Introducción a la interconexión Ejercicio.3.8 Una empresa dispone de 7 máquinas a las que se deben asignar direcciones IP. El administrador de la empresa dispone del rango Se plantea una distribución que permita disponer de tres subredes, con 4 máquinas por subred.. Se plantea una asignación de direcciones IP que permita la división en las subredes indicadas. Por cada subred debéis indicar: rango de direcciones de cada subred dirección de subred y dirección de broadcast de la subred direcciones y máscaras de subred que asignáis a las máquinas y al router Considere una asignación pudiendo prescindir de las restricciones del RFC 950. Considere dos opciones: a) siguiendo el planteamiento del ejercicio anterior (.3.) b) queremos preservar las direcciones de red para posibles ampliaciones futuras. Cuántas direcciones del rango no se podrán utilizar a causa de la división en subredes? (se consideren las dos opciones a) y b) del apartado anterior) A partir de ahora, se considera que la caché ARP de todos los dispositivos se vacía justo antes de llevar a cabo cualquier comunicación. 3. Supongamos que la máquina A tiene la máscara En dichas condiciones, si la máquina A (subred ) envía datos a la C (subred ), ésta última puede recibir los datos? 4. Lo mismo que el apartado anterior, pero en el caso que A (subred ) envíe datos a B (subred ). 5. Si A quiere enviar una petición de descarga de la página web de Google, será posible que dicha petición llegue al servidor de Google? (asuma que la dirección IP de Google sea ) 6. En los puntos 3, 4 y 5, ha sido necesario tener en cuenta la máscara de subnetting del destinatario?

13 Interconexión de redes Tema Introducción a la interconexión Ejercicio.3.9 Queremos construir 6 subredes a partir de la red de clase C Llenar la Tabla.3. con los datos de las subredes y justificar brevemente los resultados obtenidos. Dir. red Rango direcciones Máscara Direcciones de broadcast Tabla.3. Ejercicio.3.0 RIPE nos ha concedido el siguiente rango de direcciones públicas:.9.3.0/4. Necesitamos montar 4 redes de 60 hosts cada una.. Qué máscara deberemos aplicar?. Decir las direcciones de red y de broadcast de cada subred. 3. Haz un esquema de la red suponiendo que tan sólo interviene un router en nuestro escenario y coloca para cada host su dirección IP, su máscara y su puerto de enlace. 4. Cuántas IP libres nos quedan en cada subred? Ejercicio.3. Disponemos del escenario dibujado en la Figura.3., compuesto por 4 routers. Nos piden que hagamos direccionamiento IP. Para hacerlo, el administrador de las direcciones IP nos proporciona la red /8. Figura.3.. Qué dirección de red y de broadcast de cada subred ponemos? Indica también el rango de direcciones.. Coloca en el mismo esquema las direcciones IP de cada interficie de cada router y sus máscaras en notación prefijo. 3

14 Interconexión de redes Tema Introducción a la interconexión Ejercicio.3. Disponemos de la siguiente dirección pública: /6 y hemos de proveer direcciones a la topología de la Figura.3.3. Lan A Lan B Figura.3.3 La LAN A y la LAN B tienen 0 máquinas y necesitamos utilizar nuestras direcciones también en el enlace entre ellas.. Haz el direccionamiento necesario para esta red teniendo en cuenta que queremos preservar al máximo nuestras IP para poder en un futuro crear nuevas redes.. Coloca en el mismo esquema las direcciones, máscaras y puertos de enlace que consideres oportunos. Ejercicio.3.3 Disponemos del escenario dibujado en la Figura.3.4 y nos piden que hagamos direccionamiento IP. Para hacerlo, el administrador de las direcciones IP nos proporciona la red /7. En la LAN A hay 5 estaciones, en la LAN B estaciones y en la LAN C 6 estaciones, y las tres LAN están conectadas a un único router.. Indicar las direcciones de red y de broadcast de cada subred, así como el rango de direcciones.. Indicar las direcciones IP de cada máquina, incluida la dirección IP asignada al router y sus máscaras en notación prefijo. Figura.3.4 4

15 Interconexión de redes Tema Introducción a la interconexión Ejercicio.3.4 Disponemos de la siguiente dirección IP: /6. En nuestra oficina necesitamos crear diferentes subredes según el esquema siguiente. Hay 8 directores (A, B, C, D, E, F, G, H) que tienen, cada uno, a su cargo, un número igual de empleados. El director B tendrá que administrar 3 repartos (B, B, B3,, B3). El director G tendrá 6 repartos (G, G, G3,, G6). En el reparto G5 se quiere, además, repartir las tareas entre 8 jefes de línea (G5_A, G5_B,, G5_H). Cada trabajador repartido en esos grupos dispondrá de un ordenador. En el futuro el número de directores, repartos y jefes de línea no aumentará.. Se requiere un direccionamiento apropiado para esta empresa, cuya estructura se puede resumir con el esquema de la Figura Cuántos empleados puede tener cada jefe de línea según este esquema, si consideramos que cada empleado tiene un ordenador que ha de pertenecer a la subred de su jefe? 3. Indicar la dirección del router, de broadcast y de un trabajador de la red G5_G /6 A B C D E F G H A B C D E F G H Figura.3.5 Ejercicio.3.4 Disponemos del escenario dibujado en la Figura y nos piden que hagamos el direccionamiento IP. Para hacerlo, el administrador de las direcciones IP nos proporciona la red /5. En la LAN A hay 5 estaciones conectadas al router ; En la LAN B hay 4 estaciones conectadas al router ; En la LAN C hay routers; En la LAN D hay routers; En la LAN E hay routers En la LAN F hay 9 estaciones conectadas al router. 5

16 Interconexión de redes Tema Introducción a la interconexión LAN B LAN A LAN D LAN F ROUTER ROUTER LAN C LAN E ROUTER 3 Figura.3.6 Se prevé que en un futuro en estas subredes no se incrementará el número de estaciones, por lo que se pide una asignación óptima. No se pide seguir el RFC De cada subred, indicar: la dirección de red, la máscara y la dirección de broadcast. LAN A LAN B LAN C LAN D LAN E LAN F Dirección de red Máscara Dirección de broadcast. Indicar el rango de direcciones que quedan libres para el futuro en cada subred. LAN A LAN B LAN C LAN D LAN E LAN F 6

17 Interconexión de redes Tema Redes de área local REDES DE ÁREA LOCAL. Arquitectura de red Ejercicio.. Consideremos la red de la Figura... Caso. Paquete dirigido a un nodo de la misma LAN. Supongamos que la estación A envíe un paquete IP a la estación A.. Qué direcciones se indicarán en el/los paquete/s? Qué direcciones en la/s trama/s?. Qué dispositivos recibirán la/s trama/s? Qué dispositivos recibirán el/los paquete/s? Caso. Paquete dirigido a un nodo fuera de la LAN. Supongamos que la estación A envíe un paquete IP a la estación B3.. Qué direcciones se indicarán en el/los paquete/s? Qué direcciones en la/s trama/s?. Qué dispositivos recibirán la/s trama/s? Qué dispositivos recibirán el/los paquete/s? Figura.. Ejercicio.. Consideremos la red de la Figura.... Si la estación B envía un paquete IP a la estación B3, indica en la siguiente tabla a qué dispositivos pertenecen las direcciones MAC e IP que van en la/s trama/s y en el/los paquete/s que envía B. Enlace destino. Supongamos que la estación A envíe un paquete IP a B. Completa la siguiente tabla, indicando a qué dispositivos pertenecen las direcciones MAC e IP que van en la/s trama/s y en el/los paquete/s que se envían en cada uno de los enlaces que atraviesa la transmisión. 7

18 Interconexión de redes Tema Redes de área local Enlace A-Switch Enlace Router - Switch Enlace Switch destino Ejercicio.. Tenemos dos sistemas, A y B conectados a la misma LAN. El proceso de comunicación empieza cuando la entidad de protocolo IP del sistema A tiene lista una 3_PDU (paquete IP) de 4 bytes para enviar a la entidad de protocolo IP del sistema B.. Describir el proceso de encapsulado de la 3_PDU en el transmisor (estación A), desde que está lista a nivel 3 hasta que se transmita en el medio físico, y el proceso de desencapsulado en el receptor (estación B), desde que se recibe por el medio físico hasta que se procese a nivel 3.. Describir el proceso de petición de servicio por parte de cada nivel a su nivel inferior, suponiendo que se ofrezcan servicios sin conexión. 3. Qué ocurriría a nivel 3 si el campo de datos, en lugar de bytes, ocupara 000 bytes? Considerar que la MTU a nivel es de 500 bytes. Figura.. 8

19 Interconexión de redes Tema Redes de área local Ejercicio..3 Consideremos las 6 configuraciones de red de la Figura..3. Por cada una, suponer que A envía un paquete IP a la estación B. Indicar las direcciones IP y MAC que se pondrán en la/s trama/s y paquete/s que circulan por la red. IP_A MAC_A HUB IP_R# MAC_R# # # #3 IP_B MAC_B IP_A MAC_A SWITCH IP_R# MAC_R# # # #3 IP_B MAC_B Configuración Configuración IP_A MAC_A # # SWITCH SWITCH IP_R# MAC_R# # # #3 IP_B MAC_B IP_A MAC_A IP_R# MAC_R# IP_R# MAC_R# IP_B MAC_B Configuración 3 Configuración 4 IP_A MAC_A IP_R# MAC_R# IP_R# MAC_R# IP_B MAC_B # # SWITCH # SWITCH # Configuración 5 IP_A MAC_A # # SWITCH # SWITCH # IP_R# MAC_R# IP_R# MAC_R# SWITCH 3 # # IP_R# MAC_R# IP_B MAC_B # # # SWITCH 5 SWITCH 4 IP_R# MAC_R# # Configuración 6 Figura..3 9

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21 Interconexión de redes Tema Redes de área local. Nivel LLC Ejercicio.. Volver a resolver el ejercicio.., teniendo en cuenta que la capa se divide en dos subniveles: un nivel a (MAC) y un nivel b (LLC). Si el servicio ofrecido por el nivel LLC es del tipo no orientado a conexión (LLC):. Especificar el formato de la trama LLC y las primitivas de servicio que se usan.. Describir el proceso de petición de servicio por parte de cada nivel a su nivel inferior, suponiendo que se ofrezcan servicios sin conexión. Ejercicio.. Considere una red Ethernet half-dúplex y responda a las preguntas o complete los dibujos, suponiendo que el canal no introduce errores y que no hay otras transmisiones en toda la red.. Completar la Figura.. con los nombres y objetos que faltan (,, 3). Usuario servicio LLC (A) Usuario servicio LLC (B) RED PDU (400 bytes) DL_UNITDATA.request (DSAP i DMAC, SSAP i SMAC, LLC SDU)?? 3 Datos útiles: DSAP y SSAP: 7 DMAC (@MAC destí): Cisco_3a 45 f0 SMAC (@MAC origen): 3com_4 83 a9 Figura..

22 Interconexión de redes Tema Redes de área local Completar la Figura.., indicando el formato de la PDU del punto 5 (donde sea posible, aplicar los valores que se indican como datos). 4 Usuario servicio MAC (A) Usuario servicio MAC (B)?? 5 MA_DATA.request (DMAC, MAC SDU) MA_DATA.indication (DMAC, SMAC, MAC SDU) LLC PDU (403 bytes) Figura..

23 Interconexión de redes Tema 3 Ethernet 3 ETHERNET 3. Primitivas de servicio y formatos de las tramas Ejercicio 3.. Volver a resolver el ejercicio.. del Tema, teniendo en cuenta que el servicio ofrecido por el nivel LLC es del tipo no orientado a conexión (LLC). Especificar el formato de la trama MAC Ethernet 80.3 y las primitivas de servicio que se usan. Ejercicio 3.. Considere una red Ethernet half-dúplex y responda a las preguntas o complete los dibujos, suponiendo que el canal no introduce errores y que no hay otras transmisiones en toda la red.. Completar la Figura 3.. con los nombres y objetos que faltan (,, 3, 4) Usuario servicio LLC (B) RED PDU (30 bytes) 3?? 4 Datos útiles: DSAP y SSAP: 7 DMAC (@MAC destí): Cisco_3a 45 f0 SMAC (@MAC origen): 3com_4 83 a9 Figura 3.. 3

24 Interconexión de redes Tema 3 Ethernet. Completar la Figura 3.., indicando el formato de la PDU del punto 6 (donde sea posible, aplicar los valores que se indican como datos). 5 Usuario servicio MAC (A) Usuario servicio MAC (B) 6?? 7 8?? 9 Figura Indicar el formato de la MAC PDU (donde sea posible, aplicar los valores que se indican como datos). 4

25 Interconexión de redes Tema 3 Ethernet 3. Análisis de tramas Ethernet A continuación se proponen algunas capturas de tramas Ethernet realizadas con el Wireshark. 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 es posible). Para eso es necesario haber aprendido la estructura de las tramas Ethernet. Tener en cuenta que, a pesar de que en el formato de trama MAC también se definan 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. Lo mismo vale para el campo CRC. Tenéis que tener a mano lista de SAP y Ethertypes que os mandamos buscar por Internet. Ejercicio C A DC A C 80 B F Ejercicio C DD DD DD D E BD AA AA C D E BD Ejercicio 3..3 FF FF FF FF FF FF D 7 DB D 7 DB A Ejercicio E8 3E D 7 DB DC D C 06 B9 BB D 3B 9 B8 3A E0 B9 F (90 Líneas) C D E

26 Interconexión de redes Tema 3 Ethernet Ejercicio 3..5 FF FF FF FF FF FF 00 E0 8 0A 5A AC FF FF FF FF F A F F E E A F E F 64 6A B 6A C 6F C D 63 6F 6E D E E 36 E B 4A C F 6F 6D B A 73 0A Ejercicio 3..6 FF FF FF FF FF FF D E BD D E BD Ejercicio 3..7 FF FF FF FF FF FF FF F3 F CE CF A AB FF 00 8A 00 8A 00 BA E A AB 00 8A 00 A (9 Líneas) Ejercicio 3..8 FF FF FF FF FF FF 0 0B CD A9 AE E4 E0 E0 03 FF FF 00 E FF FF FF FF FF.... (3 Líneas) 6C 00 Ejercicio 3..9 FF FF FF FF FF FF 00 0 E E 8 37 FF FF FF FF FF FF FF FF E E C E E E 40 0C

27 Interconexión de redes Tema 3 Ethernet Ejercicio 3..0 FF FF FF FF FF FF 00 0 E6 A5 CD A E0 E0 03 FF FF FF FF FF FF FF FF E6 A5 CD A C E E6 A5 CD A6 40 0C 00 0 Ejercicio C A DC D 3B 9 B8 3A E0 B9 F A C 80 B C D FF FF F Ejercicio C A DC 00 5 AA AA D 3B 9 B8 3A E0 B9 F A C 80 B C D Ejercicio C DD DD DD 00 5D 4A C AA AA C D 4A C Ejercicio 3..4 FF FF FF FF FF FF 00 0 E6 A5 CD A E0 E0 03 FF FF FF FF FF FF FF FF E6 A5 CD A C Ejercicio 3..5 FF FF FF FF FF FF 00 0 E F 8 37 FF FF FF FF FF FF FF FF E F C E E F 40 0C

28 Interconexión de redes Tema 3 Ethernet Ejercicio b b6 04 db 00 d f0 f0 03 c 00 ff ef e 4e 4f 4d c 49 4e 4e 4f 4d ff 53 4d ff fe c c d 00 5c 4d c 53 4c 4f 54 5c 4e c 4e c 4f 47 4f 4e e 4e 4f 4d c 4d c 53 4c 4f 54 5c 4e c e 00 4e 00 4f 00 4d b ff ff ff ff Ejercicio b b6 04 db 00 d ff ff 03 c 00 ff ef e 4e 4f 4d c 49 4e 4e 4f 4d ff 53 4d ff fe c c d 00 5c 4d c 53 4c 4f 54 5c 4e c 4e c 4f 47 4f 4e e 4e 4f 4d c 4d c 53 4c 4f 54 5c 4e c e 00 4e 00 4f 00 4d b ff ff ff ff Ejercicio 3..8 FF FF FF FF FF FF 00 0 E6 A5 CD A E0 E0 03 FF FF FF FF FF FF FF FF E6 A5 CD A C E E6 A5 CD A6 40 0C

29 Interconexión de redes Tema 3 Ethernet 3.3 Protocolo de acceso al medio Ejercicio 3.3. Hay dos estaciones Ethernet 0Base-5, A y B, en los extremos opuestos de un bus de 500 m de longitud. La tasa de transmisión es de 0 Mbps y la velocidad de propagación es de x0 8 m/seg. En el instante inicial t=0, la estación A empieza a transmitir una trama a la otra estación. Responder a las preguntas siguientes:. En el instante t= µs, la estación B empezaría a transmitir una trama? Y en el instante t=4 µs? Justificar las respuestas. Distancia (en metros o km) Tiempo (en segundos) 500m A B t = 0 t = 0 Figura Obviando la restricción propia del estándar Ethernet (64 bytes de trama mínima), cuál sería el tamaño de trama mínimo que se puede enviar en esta red? Justificar la respuesta, recordando que el protocolo de acceso al medio es CSMA/CD. 3. Si el tiempo de transmisión de la trama que envía A fuese µs, cambiaría algo con respecto a las consideraciones de los apartados y? 4. Considerando que el tiempo de transmisión es de 6 µs, si entre las dos estaciones, A y B, hay una tercera estación, C, que comparte el bus, ésta también detectará de forma correcta las colisiones? Razonar la respuesta. Comparad estos resultados con lo que pasaba en el ejercicio... Ejercicio 3.3. Una LAN Ethernet 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 0 Mbps y la velocidad de propagación es de x0 8 m/seg.. Obviando la restricción de la trama mínima Ethernet, si A y D transmiten una trama hacia B en el instante t = T, cuál es la máxima longitud permitida a la trama de A para que B no vea colisión?. Obviando la restricción de trama mínima Ethernet, si A y D transmiten una trama hacia B en el instante t = T, cuál es la mínima longitud permitida a las tramas para que todas las estaciones vean colisión entre las dos tramas? 3. Considerando la trama mínima Ethernet y que A empieza a transmitir en el instante t = T, a partir de qué instante podría transmitir la estación C para que no haya colisión? Evaluar lo mismo pero para que D pueda transmitir sin colisión. 9

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31 Interconexión de redes Tema 4 Dispositivos de interconexión 4 DISPOSITIVOS DE INTERCONEXIÓN 4. Retardo de propagación Ejercicio 4.. 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: (considerar Vtx = 0 Mbps) Escenario A (Figura 4..) 5 m 5 m 50 m 50 m 50 m Hub F.O. 500 m Repetidor F.O. 500 m Hub 50 m 70 m 70 m F.O. 50 m 500 m 80 m 5 m Hub 70 m 50 m 00 m 00 m 00 m 50 m 00 m Retardo NIC Ethernet: s Retardo repetidor/hub Ethernet: s Retardo : 0,556 s / 00 m Retardo Fibra òptica: 0,5 s / 00 m Figura 4.. En primer lugar, considerar que todos los dispositivos de interconexión son de nivel físico.. Determinar el/los dominio/s de colisión y el retardo máximo de propagación en el escenario A. Escenario B (Figura 4..) 5 m 5 m 50 m 50 m 50 m Switch F.O. 500 m Repetidor F.O. 500 m Hub 50 m 70 m 70 m F.O. 50 m 500 m 80 m 5 m Hub 70 m 50 m 00 m 00 m 00 m 50 m 00 m Retardo NIC Ethernet: s Retardo repetidor/hub Ethernet: s Retardo : 0,556 s / 00 m Retardo fibra òptica: 0,5 s / 00 m Retardo NIC switch: 0,5 s Figura 4.. Considerar el escenario B donde el dispositivo de la izquierda es un switch (cut-through).. 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 3

32 Interconexión de redes Tema 4 Dispositivos de interconexión Escenario C Considerar qué es lo que cambia si en lugar de un switch, el dispositivo de la izquierda en la Figura 4.. fuese un puente. 4. Qué mecanismos de reenvío puede implementar un puente? 3

33 Interconexión de redes Tema 4 Dispositivos de interconexión 4. Reenvío de tramas y tabla SAT Ejercicio 4.. Teniendo en cuenta la porción de red que se muestra en la Figura 4.., explicar que pasa en el puente (qué decisiones toma y qué acciones realiza), cuando recibe por uno de sus puertos las siguientes tramas:. Trama con Destination Address (DA) = X, Source Address (SA) = U;. 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 HUB Dir MAC T E E Dir MAC X # # PUENTE #3 SAT PUENTE MAC@ U V X Z Puerto 3 Age Dir MAC Z E Figura 4.. Ejercicio 4.. E E E3 E7 P 3 E5 E8 E4 P E6 Figura 4.. En la red que se presenta en la figura anterior, supongamos que todos los dispositivos están reinicializados (por tanto, las tablas SAT de P y P están vacías). Analizar, para los casos que se presentan a continuación, 33

34 Interconexión de redes Tema 4 Dispositivos de interconexión 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.. E envía una trama a E5 5. E envía una trama a E. E5 contesta a E 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 E 8. E8 envía una trama con destino FFFFFF Ejercicio 4..3 Consideremos una LAN Ethernet half dúplex tal como se muestra en la Figura A A 3 A 8 A 9 A 0 A A A HUB 4 A HUB 5 A Sw Pont 7 A 6 A 6 A Pont Pont Sw 0 A HUB A A 3 A 4 A 5 A 7 A 8 A 9 A Figura Determinar los dominios de colisión. Supongamos que los conmutadores (SW, SW) tengan las tablas de conmutación actualizadas y completas (eso equivale a decir que tienen aprendidas todas las direcciones MAC de los equipos que tienen conectados sobre sus puertos). Los puentes, en cambio, no tienen todas las direcciones aprendidas.. Describir todo el recorrido que sigue una trama que la estación envía a la estación 8, suponiendo que el puente tenga tanto la dirección de origen como la de destino de la trama en su SAT, mientras que el puente sólo conozca la dirección de origen. 34

35 Interconexión de redes Tema 4 Dispositivos de interconexión 4.3 Colisiones y retardos Ejercicio 4.3. Considerar la red Ethernet a 0 Mbps que se muestra en la Figura Los segmentos de red entre una estación y el dispositivo de interconexión son con par trenzado y tienen un retardo de propagación de 0,556 µs/00m; el segmento entre el hub y el switch es con fibra óptica y tiene un retardo de propagación de 0,5 µs /00m. Las longitudes de los cables están indicadas en la figura. Sabemos que el switch conmuta en el modo store-and-forward. Además, el hub introduce un retardo de µs y las tarjetas de red Ethernet (NIC) introducen un retardo de µs. 80 m 00 m 50 m HUB 300 m (FO) SWITCH 50 m 00 m 80 m 80 m Figura 4.3. Si las tramas que se envían son de longitud mínima:. 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.. 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? 35

36 Interconexión de redes Tema 4 Dispositivos de interconexión 4.4 Dimensionado de los enlaces y cálculo del backplane Ejercicio 4.4. Considera la Figura 4.4. y contesta a las siguientes preguntas. UPLINK CAP AL ROUTER 30 PC 0Base-T A 30 PC 0Base T 30 SW 96 puertos Base T HUB 30 A SW 96 puertos Base T 30 A 30 PC 0Base T HUB 0 0 PC 0Base T HUB 0 0 PC 0Base-T A Impressora Base T Figura 4.4. A. Considerando que todos los enlaces hacia los dispositivos finales (equipos e impresora) trabajan a 0 Mbps y que todo el tráfico que se genera en la red va dirigido hacia el router, determinar primero la capacidad que se ha de poder garantizar en el enlace entre SW y SW para que no haya cuello de botella. Consideramos que la impresora no genera tráfico.. Si ahora consideramos que el 5% del tráfico que generan los dispositivos conectados al SW va dirigido a la impresora y el resto hacia el router, volver a dimensionar el enlace entre SW y SW para que no haya cuello de botella. 3. Considerando la capacidad entre SW y SW encontrada en el punto, y considerando que todo el tráfico que generan los equipos finales que están conectados al SW va dirigido hacia el router, dimensionar el enlace de uplink hacia el router para que no haya cuello de botella. 4. Con los valores encontrados antes, dimensionar el backplane de los dos switches para que puedan trabajar al máximo de sus capacidades. Observad el diseño de red y el estándar de nivel físico que se implementa para determinar qué enlaces trabajan en HDX y qué en FDX. 5. Volver a dimensionar los enlaces entre SW-SW y hacia el router, y los backplanes de cada switch, considerando que el tráfico generado por los equipos finales se redistribuye en la red de la siguiente manera: 5% del tráfico generado por las estaciones va dirigido a la impresora; 80% del tráfico generado por las estaciones va dirigido a unos servidores que están conectados al router; el resto va dirigido a los dispositivos que están conectados al mismo switch. 36

37 Interconexión de redes Tema 5 Spanning Tree Protocol 5 SPANNING TREE PROTOCOL En este tema se utilizará la siguiente terminología: El ID (identificador) del puente o switch aparece en el interior del cuadro que lo representa. Este identificador, a menos que no se diga lo contrario, consta de una/s letra/s (por ejemplo, P, B, BRIDGE, SW, etc.) que indica el tipo de dispositivo y de un identificador numérico que sirve para el STP. Recordamos aquí que el BRIDGE_ID se compone de una prioridad (que se da a parte para no que no crear confusión) y En la mayoría de las redes aquí presentadas, los dominios de colisión se representan con un único segmento que tiene un identificador (por ejemplo, S) y un coste asociado (por ejemplo C=). Este coste también se referencia en el texto como salto entre dos dispositivos que implementan el STP. RPC = Root Path Cost; es el coste que un puente tiene asociado para llegar al puente raíz a través del puerto de raíz. El formato de las BPDU de configuración se trata en clase de teoría. Para los siguientes ejercicios los campos que nos interesa evidenciar serán siempre los siguientes: o ID raíz, o RPC, o ID puente que transmite, o ID puerto por el que se envía la BPDU, que representaremos con una notación basada en separación por puntos: ID_raíz.RPC.ID_puente-que-transmite.ID_puerto_por_el_que_se_envía_la_BPDU En el caso de que sólo aparezcan 3 campos, esos serán: ID_raíz.RPC.ID_puente-que-transmite Los otros tipos de BPDU se tratan en clase de teoría y aquí se representan indicando solo el nombre (por ejemplo, BPDU de notificación de cambio de topología) y, puntualmente los campos de interés para el ejercicio (por ejemplo, los flags TC y TCA). Este tema se compone de tres apartados: en el primero se proponen unos ejercicios sencillos para que el estudiante se familiarice con el algoritmo y adquiera rapidez a la hora de calcular la topología de árbol de cualquier red (sencilla o compleja). Además, algunos ejercicios de este apartado ayudan al estudiante a entender cómo un puente, o cualquier dispositivo que implemente el STP, interpreta las BPDUs que le llegan para calcular el algoritmo. El apartado dos de esta sección está dedicado al proceso de cambio de topología: se pretende que el alumno intuya la necesidad de difundir en toda la red la información de cambio y de tomar ciertas medidas frente a este cambio (por ejemplo, la rápida actualización de las tablas SAT de los puentes implicados). Con estos ejercicios se quiere además evidenciar que el algoritmo induce a la creación de diferentes tipos de Bridge- PDUs, tal y como se ha comentado antes. En el apartado 3 se reúnen unos ejercicios que relacionan la topología de árbol impuesta por el STP con el recorrido que las tramas siguen para alcanzar sus destinos: esto, relacionado con la forma en la que los puentes transparentes aprenden sus tablas SAT, ayudará al estudiante a relacionar estos temas que, a primera vista, pueden parecer no relacionados. 37

38 Interconexión de redes Tema 5 Spanning Tree Protocol 5. Fundamentos del algoritmo Spanning Tree Ejercicio 5.. Figura 5.. Leyenda: El segmento entre un puerto y un segmento de LAN indica si el puerto correspondiente está activo: puerto activo puerto bloqueado El nombre que aparece dentro de los dispositivos está compuesto por dos indicadores: El número indica el nivel jerárquico del dispositivo una vez construido el árbol STP La letra distingue entre dispositivos del mismo nivel jerárquico Se pide:. Determinar la función de cada puerto de cada puente de la LAN.. Cuántos puertos RAÍZ hay? 3. Cuál es el puerto raíz del puente raíz? 4. Cuántos puertos DESIGNADOS hay? 5. Cuál es el puerto designado del segmento S? 38

39 Interconexión de redes Tema 5 Spanning Tree Protocol Ejercicio 5.. S C = 3 S3 C = B ID= B ID=0 B ID= S C = S4 C = 3 B ID=4 3 B ID=3 3 S5 C = Figura 5.. Con respecto a la red de la Figura 5.., encontrar (considerar que todos los puentes tienen la misma prioridad):. Puente raíz, puertos raíz y puertos designados.. Para cada elección detallar cómo y entre quiénes se han escogido. 3. Evidenciar los puertos en estado de bloqueo. Ejercicio 5..3 Con respecto a la red de la Figura 5..3, encontrar (considerando que todos los puentes tienen la misma prioridad):. Puente raíz, puertos de raíz y puertos designados.. Para cada elección detallar cómo y entre quiénes se han escogido. 3. Evidenciar los puertos en estado de bloqueo. S C = S3 C = 3 B ID= B ID=0 B ID= S C = S4 C = 3 B ID=4 3 B ID=3 3 S5 C = Figura

40 Interconexión de redes Tema 5 Spanning Tree Protocol Ejercicio 5..4 Considerar el puente P, con ID=, que tiene la misma prioridad que el resto de puentes de la LAN. En un determinado instante del funcionamiento del algoritmo del STP, suponer que este puente recibe las BPDUs que se muestran en la Figura 5..4: P Figura Cuál es el camino hacia el puente raíz que escogerá P?. Cuál será la BPDU que construirá y anunciará por sus puertos? 3. Cuál será su puerto raíz? Y los puertos designados? Ejercicio 5..5 Un puente, A, que tiene el identificador BRIDGE_ID = 30 dispone de 8 puertos. En la Tabla 5.. se pueden ver las BPDU que recibe sobre cada puerto. Suponiendo que todos los puentes tienen la misma prioridad y que cada puerto tiene asociado un coste, responder a las siguientes preguntas:. Cuál es el puerto raíz del puente A? Por qué?. Cuál es el puente raíz según el puente con BRIDGE_ID = 30? Por qué? 3. Cuál o cuáles son los puertos designados del puente A? Por qué? 4. Hay algún puerto del puente A que se haya puesto en el estado de bloqueo? Por qué? 5. Qué está indicando la BPDU que se recibe a través del puerto 3? Y la que se recibe por el puerto 6? No. Puerto BPDU No. Puerto BPDU Tabla

41 Interconexión de redes Tema 5 Spanning Tree Protocol Ejercicio 5..6 De una red LAN conocemos el estado actual de los puentes, A y B, que tienen el identificador BRIDGE_ID = y 8, respectivamente. Del estado de estos puentes conocemos las BPDUs que cada uno ha recibido recientemente por alguno de sus puertos, como se muestra en la Tabla 5... PUENTE A Puerto n. BPDU PUENTE B Puerto n. BPDU Tabla 5.. Suponiendo que todos los puentes tienen la misma prioridad y que cada puerto tiene asociado un coste, responder a las siguientes preguntas:. Dibujar la topología parcial de la red que se puede deducir a partir de la información anterior. 3. Cuál es el puerto raíz del puente con BRIDGE_ID = 8? Por qué? 4. Cuál es el puente raíz según las BPDUs que los puentes han recibido hasta ahora? Por qué? 5. Para los puentes A y B, determinar cuáles son los puertos designados y los puertos en estado de bloqueo. Razonar la respuesta. Ejercicio 5..7 Considerar el puente con identificador 4 que se muestra en la Figura Las BPDUs que se especifican en la figura son las que el puente recibe por sus puertos antes de definir su topología STP. Suponiendo que todos los puentes de la red tienen la misma prioridad y que el coste asociado a cada segmento es, indicar la topología de STP que se define en el puente 4 y a su alrededor, indicando las BPDUs que el puente envía por sus puertos una vez finalizado el cálculo del algoritmo # #5 Bridge ID=4 #4 # # Figura 5..5 Qué pasaría si los costes asociados a los enlaces no fuesen todos iguales? considerar por ejemplo que: enlaces #, # y #4: coste 3; enlaces #3 y #5: coste. 4

42 Interconexión de redes Tema 5 Spanning Tree Protocol Ejercicio 5..8 Considerar un switch con ID=60 que tiene activado el STP. Indicar las BPDUs de configuración que el switch recibe y/o envía por sus puertos (indicar con una flecha si salen o si llegan). Suponer que ya se ha establecido la topología de árbol y que el switch 60 dispone de la siguiente información: Puente raíz: ID=30; RPC=; Coste asociado a cada enlace: ; Puerto raíz: puerto ; Puertos en estado de bloqueo: puerto 3 y puerto 4. En el caso que falte información para especificar las BPDUs, poner la sigla (por ejemplo, ID puente que envía, o No. puerto, o RPC, etc.), dejando claro que es un valor que no se puede deducir. Ejercicio 5..9 Considerar la red Ethernet representada en la Figura 5..6, donde hay 4 conmutadores (SW) con identificador numérico indicado dentro del cuadro. Se ha aplicado el algoritmo del STP y se ha formado el árbol que se describe a continuación: Puente raíz: SW 80 Puertos raíz (representados con un círculo rojo en la figura): Puerto del SW50; puerto 3 del SW 50; puerto del SW 00. Puertos bloqueados (representados con un símbolo de prohibición en la figura): Puertos 3 y 4 del SW 50; puerto del SW 50; puertos y 3 del SW 00. Todos los demás puertos de los conmutadores son designados. Qué parámetros debe ajustar el administrador de red para que se forme la topología de árbol que se ha indicado? Justificar la respuesta. HUB 3 HUB s s 3 s7 3 SW s3 3 4 s4 ROOT SW s5 6 s6 3 3 SW 50 s8 HUB 4 HUB 3 SW Estacions usuari Port arrel Port bloquejat Figura

43 Interconexión de redes Tema 5 Spanning Tree Protocol Ejercicio 5..0 Describir con todo detalle el formato de una trama MAC Ethernet 80.3 (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 5 del fabricante CISCO (id: X 00044D); - La trama MAC está dirigida a X 0-80-C ; - Los datos de esta trama MAC contienen información proveniente del protocolo STP (Spanning Tree Protocol), específicamente 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 Ethernet corresponde?. A qué tipo de destino está dirigida la trama MAC? 3. Tendrá relleno? En caso afirmativo, cuántos bytes? 43

44 Interconexión de redes Tema 5 Spanning Tree Protocol 5. Cambio de topología Ejercicio 5.. En la LAN representada en la Figura 5.., considerar que los puentes con identificador B, B, B3, B4 tienen la misma prioridad, mientras que el puente B5 tiene la prioridad más alta. S C = 3 S3 C = S4 C = 3 B ID= B ID=4 B ID=3 3 B ID= B ID=5 3 S C = S5 C = Figura 5.. Se pide:. Una vez implementado el STP, indicar las BPDUs que cada puente envía. Indicar los campos de la BPDU de configuración y por qué puerto/s se envía; además indicar por qué puerto de cada puente se recibe.. Suponer que el timer del puerto de B3 expira: indicar quién ha de notificar el cambio de topología, cómo lo hace y cuál es la nueva topología que se crea. 44

45 Interconexión de redes Tema 5 Spanning Tree Protocol Ejercicio 5.. Considerar la red descrita en la Figura 5..: C= S4 C= S6 B ID=4 B ID=5 S C= C= S5 4 3 B ID= 3 B ID= B ID=3 S8 S C=5 B ID=6 C= S3 C= S7 C=4 B9 B ID=8 B ID=7 S4 C= S9 Figura 5.. Se pide:. Describir la topología de STP que los puentes eligen para esta red. Tener en cuenta que todos los puentes tienen la misma prioridad. En particular: a. Indicar los puertos raíz de cada puente y sus RPC. b. Indicar los puertos designados especificando, en los casos menos evidentes, los costes ofrecidos.. Cómo escoge B7 su puerto de raíz? Supongamos ahora que ocurre un fallo en el enlace entre S3 y B. 3. Cómo y quién (o quiénes) se da cuenta del fallo? 4. Cómo y quién (o quiénes) empieza el proceso de cambio de topología? Describir el intercambio de BPDUs que se genera (si se quiere, se puede omitir la descripción para aquellos puentes que no intervienen directamente en el cambio de topología como, por ejemplo, B5). 45

46 Interconexión de redes Tema 5 Spanning Tree Protocol Ejercicio 5..3 La red mostrada en la Figura 5..3 es una Ethernet half dúplex a 0Mbps, en la que hay dispositivos de interconexión de todo tipo (SW=switch, P=puente, REP= repetidor, HUB).. Suponiendo que todos los dispositivos tienen la misma prioridad y que el coste asociado a cada salto es, determinar la topología que se definirá cuando se acabe de resolver el algoritmo de Spanning Tree. Indicar cuál es el dispositivo raíz y cuáles son los puertos raíz y/o designados y/o en estado de bloqueo de cada dispositivo. Indicar el RPC de cada dispositivo.. Usando la topología STP encontrada, indicar las BPDUs que el SW60 recibe o envía por sus puertos. 3. En relación con la topología encontrada antes, suponer ahora que el enlace entre SW60 y P30 se rompe. Describir cómo y qué dispositivos recalculan el STP, dibujar la nueva topología e indicar qué mensajes se envían y quién los envía. A A B COAX 500m HUB Id= SW Id=40 FO 500m FO 500m 3 4 SW Id= C D COAX 500m D E C F REP Id=5 FO 500m HUB Id=7 P Id= B U V SW Id= I J K G H FO 00m FO 00m HUB Id=3 HUB Id= O FO 500m COAX P 500m R SW Id=60 FO 500m FO 00m P Id=30 M L Q N HUB Id= W Z Y X Figura

47 Interconexión de redes Tema 5 Spanning Tree Protocol Ejercicio 5..4 Tenemos una LAN Ethernet formada por 3 conmutadores (Sw, Sw i Sw3) y 4 concentradores (HUB, HUB, HUB3 i HUB4) y un conjunto de equipos terminales conectados a través de estos dispositivos, tal como se muestra en la Figura Sabemos que la LAN tiene el STP activado. Considerar que el coste asociado a cada dominio de colisión es. Desde el punto de vista del STP, suponer que todos los dispositivos de interconexión tienen asignada la misma prioridad y que el identificador original es el valor representado en el diagrama como id. A C 4 9 Sw id id = 0 8 HUB id id = 4 B 3 4 HUB 3 id id = HUB id id = Sw3 id id = D Sw id id = 3 8 HUB 4 id id = 6 E Figura Completar la Tabla 5.., indicando la función que hace cada puerto (# en la tabla) de cada dispositivo que participa en el STP e indicar su RPC (coste del camino a la raíz). ID 0 # Función ID # Función ID # Función 3 4 RPC RPC 4 RPC ID 3 # Función ID 4 # Función ID 5 # Función RPC 6 RPC 8 RPC ID 6 # Función RPC 8 Tabla

48 Interconexión de redes Tema 5 Spanning Tree Protocol. Suponer, ahora, que el HUB3 (id=) deja de funcionar. Indicar en la Tabla 5.. cuál será la nueva topología y qué dispositivos envían la BPDU de notificación de cambio de topología y por qué puertos lo hace. ID 0 # Función Envía BPDU de cambio de topología? (Sí o No) 3 RPC RPC ID # Función Envía BPDU de cambio de topología? (Sí o No) ID # Función Envía BPDU de cambio de topología? (Sí o No) 4 RPC 7 RPC 6 ID 3 # Función 9 Envía BPDU de cambio de topología? (Sí o No) ID 4 # Función Envía BPDU de cambio de topología? (Sí o No) RPC 8 RPC 3 ID 5 # Función 7 8 Envía BPDU de cambio de topología? (Sí o No) ID 6 # Función Envía BPDU de cambio de topología? (Sí o No) RPC 8 Tabla

49 Interconexión de redes Tema 5 Spanning Tree Protocol Ejercicio 5..5 Consideramos la red Ethernet representada en la Figura 5..5, con 7 conmutadores (SW) con identificador numérico indicado dentro del cuadro. Se ha aplicado el algoritmo del Spanning Tree y se ha formado el árbol que se describe a continuación: Puente raíz: SW 60 Puertos raíces (representados en la figura con un círculo gris): o Puerto del SW 53 - Puerto del SW 50 - Puerto 3 del SW 4 o Puerto del SW 80 - Puerto del SW 66 - Puerto 3 del SW 38 Puertos bloqueados (representados en la figura con un símbolo de prohibido): o Puertos y 3 del SW 50 - Puertos y del SW 38 - Puertos y 3 SW 80 Todos los demás puertos de los conmutadores son designados. s7 HUB 3 SW 50 3 SW 53 HUB 4 HUB 3 s HUB s8 s s 3 SW 80 s6 3 4 SW HUB 9 s3 3 SW 4 s5 s4 s9 s HUB 5 HUB 7 HUB 8 3 SW 66 s0 HUB 6 3 SW 38 Estacions usuari Port arrel Port bloquejat Figura Qué parámetros debe ajustar el administrador de red para que se forme la topología de árbol que se ha indicado? Justificar vuestra respuesta.. Suponemos ahora que, con la topología de árbol STP indicada inicialmente (punto ), se produzca un fallo en el segmento s4. Describir, con todo el detalle necesario y con el orden correcto, los pasos que siguen el/los dispositivo/s para recuperar una topología en árbol después del fallo. También se debe indicar el nuevo árbol que se formará. 49

50 Interconexión de redes Tema 5 Spanning Tree Protocol 5.3 STP y aprendizaje de las direcciones MAC en las SAT de los puentes Ejercicio 5.3. S coste = HUB BRIDGE BRIDGE 3 3 S4 coste = 4 3 HUB 3 S5 coste = 5 SWITCH 3 4 BRIDGE 3 3 S coste = 7 3 HUB BRIDGE 4 3 S3 coste = S6 coste = 5 SWITCH 3 4 SWITCH Figura 5.3. En la red de la Figura 5.3., los puentes usan el algoritmo del STP. El identificador del puente es el nombre del mismo puente. El BRIDGE tiene la menor prioridad de todos los puentes, mientras que los demás puentes tienen la misma prioridad. Suponemos que los SWITCHES no implementan el STP. Se pide:. Indicar cuál es el puente raíz. Indicar directamente en el dibujo los costes RPC sobre cada puerto y cuál será la función de cada puerto... Suponiendo que todas las estaciones envían una trama, completar las tablas SAT de los puentes. Para eso hay que tener en cuenta que los puertos que están en el estado de bloqueo no procesan las tramas de usuario. En qué afecta el estado de los puertos de un puente sobre el aprendizaje de las tablas SAT de los puentes? Y sobre el reenvío de las tramas de usuario? 3. Si la estación R transmite una trama a la estación, B, describir esquemáticamente los pasos que seguirá la trama y las acciones que realiza cada dispositivo. 50

51 Interconexión de redes Tema 5 Spanning Tree Protocol Ejercicio 5.3. Tenemos la red Ethernet half dúplex de 00 Mbps de la Figura 5.3., en la que hay dispositivos de interconexión de todo tipo (SW=switch, P=puente, REP= repetidor, HUB). SW Id=8 FO 500m SW Id=5 3 4 FO 500m SW Id=9 A B COAX 500m HUB Id= FO 500m P Id=6 I J M N COAX 500m C D E G H FO 500m K L A HUB Id= C D F REP Id= COAX 500m P Id= FO 500m SW Id=0 O HUB Id= P Q COAX 00m B U V HUB Id=3 R S T W Z Y X Figura Dibujar los dominios de colisión.. Suponiendo que todos los dispositivos tienen la misma prioridad y que el coste asociado a cada salto es, determinar la topología que se definirá cuando se acabe de resolver el algoritmo de Spanning Tree. Indicar cuál es el dispositivo raíz y cuáles son los puertos raíz y/o designados y/o en estado de bloqueo de cada dispositivo. Indicar el RPC de cada dispositivo. 3. Una vez acabado el cálculo del STP en toda la red, la estación X transmite una trama a la estación P. Suponer que las tablas de reenvió de cada dispositivo estén completas y que ninguna otra estación de la red transmita. Describir el recorrido de esta trama hacia el destino, especificando lo que hará cada dispositivo con la trama y cuáles estaciones la reciben. Ejercicio Tenemos la red Ethernet half dúplex de 00 Mbps de la Figura 5.3.3, en la que hay dispositivos de interconexión de todo tipo (SW = switch, P = puente, REP= repetidor, HUB). 5

52 Interconexión de redes Tema 5 Spanning Tree Protocol SW Id=4 FO 500m SW Id=0 4 3 FO 500m SW Id=8 A B COAX 500m FO 500m HUB Id=7 4 3 FO 500m P Id=9 I M N C D REP Id=5 E FO 500m COAX 500m FO 00m HUB Id=3 3 FO 500m SW Id=3 FO 00m HUB Id= P R Q U V Figura Suponiendo que todos los dispositivos tienen la misma prioridad y que el coste asociado a cada salto es, determinar la topología que se definirá cuando se acabe de resolver el algoritmo de Spanning Tree. Indicar cuál es el dispositivo raíz y cuáles son los puertos raíz y/o designados y/o en estado de bloqueo de cada dispositivo. Indicar el RPC de cada dispositivo. Una vez acabado el cálculo del STP en toda la red, la estación E transmite una trama a la estación C.. Describir el recorrido de esta trama hacia el destino, especificando lo que hará cada dispositivo con la trama y qué estaciones la reciben. Suponer que las tablas de reenvió de cada dispositivo estén completas y que ninguna otra estación de la red transmita. 5

53 Interconexión de redes Tema 5 Spanning Tree Protocol Ejercicio Tenemos una red Ethernet half dúplex a 00 Mbps, como la mostrada en la Figura 5.3.4, en la que hay dispositivos de interconexión de todo tipo (SW=switch, P=puente, REP= repetidor, HUB).. Suponiendo que todos los dispositivos tienen la misma prioridad y que el coste asociado a cada salto es, determinar la topología que se establecerá cuando se acabe de resolver el algoritmo de Spanning Tree. Indicar cuál es el dispositivo raíz y cuáles son los puertos raíz y/o designados y/o en estado de bloqueo de cada dispositivo. Indicar el RPC de cada dispositivo.. Una vez acabado el cálculo del STP en toda la red, el HUB con ID = 5 queda fuera de servicio: indicar el proceso de cambio de topología que se activa y la nueva topología que se establece. C D A 3 HUB id= P id=9 Q O 3 HUB id = P HUB id= P id=3 G A P id=8 3 3 Sw id=7 4 R L M N Figura

54 Interconexión de redes Tema 5 Spanning Tree Protocol Ejercicio En la LAN que se muestra en la Figura los puentes tienen la misma prioridad. Se pide:. Encontrar la topología de árbol que resulta si todos los puentes tienen el STP activado. Indicar cuál es el puente raíz, y los puertos raíz y designados de cada puente. Indicar además el RPC de cada dispositivo. C=3 # ID_bridge = # C= Estac. B #3 C= # ID_bridge = # C= #4 # ID_bridge = 5 # C= # # ID_bridge = 3 #3 #3 #3 C= Estac. A C= #3 # ID_bridge = 4 # C= Figura Con respecto a las estaciones A y B, indicar como se actualizan las SAT (Source Adress Table) de cada puente una vez que la topología encontrada en el apartado se ha estabilizado. 3. Teniendo en cuenta el resultado del apartado, supongamos que el enlace entre el puente 3 y 4 queda fuera de servicio. Qué puentes se dan cuenta de esta situación y cómo reaccionan? Cuál será la nueva topología de árbol? Indicar las BPDUs que se envían por todo el árbol. Ejercicio En la LAN Ethernet de 00 Mbps que se muestra en la Figura los puentes tienen la misma prioridad. C= # ID_bridge = # C= Estac. B #3 C= # ID_bridge = 5 # C= #4 # ID_bridge = # C= # # ID_bridge = 3 #3 #3 #3 C= Estac. A C= #3 # ID_bridge = 4 # C= Figura Se pide:. Encontrar la topología de árbol que resulta si todos los puentes tienen el STP activado. Indicar cuál es el puente raíz y los puentes designados, y los puertos de raíz y designados de cada puente. Indicar además el RPC de cada dispositivo. 54

55 Interconexión de redes Tema 5 Spanning Tree Protocol. Con respecto a las estaciones A y B, indicar como se actualizan las SAT (Source Adress Table) de cada puente una vez que la topología encontrada en el apartado se ha estabilizado. 3. Teniendo en cuenta el resultado del apartado, supongamos que el enlace entre el puente y queda fuera de servicio. Qué puentes se dan cuenta de esta situación y cómo reaccionan? Cuál será la nueva topología de árbol? Indicar las BPDUs que se envían por todo el árbol. Ejercicio Supongamos tener la LAN Ethernet de 00 Mbps que se muestra en la Figura 5.3.7, en donde los puentes tienen la misma prioridad.. Encontrar la topología de árbol que resulta si todos los puentes tienen el STP activado. Indicar quién es el puente raíz y los puentes designados, y los puertos de raíz y designados de cada puente. Indicar además el RPC de cada dispositivo.. Con respecto a las estaciones A y B, indicar como se actualizan las SAT (Source Adress Table) de cada puente una vez que la topología encontrada en el apartado se ha estabilizado. 3. Teniendo en cuenta el resultado del apartado, supongamos que el enlace entre el puente y queda fuera de servicio. Qué puentes se dan cuenta de esta situación y cómo reaccionan? Cuál será la nueva topología de árbol? Indicar las BPDUs que se envían por todo el árbol. C= # ID_bridge = # C= Estac. B #3 C= # ID_bridge = 5 # C= #4 # ID_bridge = # C= # # ID_bridge = 3 #3 #3 #3 C= Estac. A C= #3 # ID_bridge = 4 # C= Figura

56 Interconexión de redes Tema 5 Spanning Tree Protocol Ejercicio Considerar la red Ethernet half dúplex de la Figura 5.3.8, donde la tasa de transmisión es de 0 Mbps. L M N Pont ID=0 3 HUB ID= O F Q P G H HUB ID=0 Pont ID=4 3 Pont ID= 3 I C E B HUB ID=5 D A Pont ID=3 3 R HUB ID=6 V U S T Figura Cuántos dominios de colisión hay? Indicarlos en el dibujo, incluyendo los dispositivos que forman parte de cada dominio. Considerar que los dispositivos disponen de la información siguiente: Dispositivo Puente ID=0 Puente ID= Puente ID=3 Puente ID=4 Puerto Coste asociado Suponer que todos los dispositivos tienen la misma prioridad. Especificar la topología en árbol que se forma después que todos los dispositivos implicados hayan calculado el algoritmo del Spanning Tree Protocol. Completar la tabla con la información adecuada para cada dispositivo, tal como se indica en la primera fila de ejemplo (se deben añadir tantas filas como dispositivos sean necesarios). Dispositivo Root Path Cost Número de puerto y tipo Puente ID= 5 Puerto :...; Puerto :...; Puerto 3:...; Puerto 4:...; Puerto 5: Suponer que la estación A envía una trama a la estación R. Describir el recorrido que hace la trama, a qué dispositivos de la red llega y todas las acciones que desarrolla cada dispositivo. Suponer que la dirección de la estación destino ya está correctamente aprendida por los puentes. 4. Suponer que el nivel de red (IP) de la estación A tiene un paquete de datos con una longitud de 000 bytes para enviar al nivel par de la estación B. Detallar todo lo que se sabe relacionado con esta comunicación entre niveles pares de los dos sistemas remotos. Suponer que el medio no introduce errores de transmisión y que ninguna otra estación esté enviando. 56

57 Interconexión de redes Tema 6 LAN Virtuales 6 LAN VIRTUALES 6. Dominios de colisión y de broadcast; tipos de enlaces VLAN Ejercicio 6... En relación a las redes mostradas a continuación, determinar el/los dominio/s de colisión y de broadcast de nivel. Considerar que la red es half dúplex.. Cómo podemos configurar las VLANs representadas en cada escenario? 3. Determinar el tipo de enlace (acceso, troncal, híbrido) en cada escenario. VLAN 5 m 5 m Switch F.O. 500 m Repetidor F.O. 500 m 50 m 50 m 50 m Hub VLAN 3 50 m VLAN 3 70 m 70 m VLAN F.O. 50 m 500 m 80 m 5 m Hub 70 m 50 m 00 m 00 m 00 m 50 m 00 m Retardo NIC Ethernet: s Retardo repetidor/hub Ethernet: s Retardo : 0,556 s / 00 m Retardo fibra òptica: 0,5 s / 00 m Retardo NIC switch: 0,5 s Figura m VLAN Switch 00 m Repetidor F.O. 500 m Switch 50 m 70 m F.O. 500 m 80 m 00 m 50 m Hub 70 m 50 m 00 m Retardo NIC Ethernet: s Retardo repetidor/hub Ethernet: s Retardo : 0,556 s / 00 m Retardo Fibra òptica: 0,5 s / 00 m Retardo NIC switch: 0,5 s VLAN 3 Figura

58 Interconexión de redes Tema 6 LAN Virtuales 5 m VLAN Switch 00 m Repetidor F.O. 500 m Switch 50 m 70 m F.O. 500 m 80 m 00 m 50 m Hub VLAN 70 m 50 m 00 m Retardo NIC Ethernet: s Retardo repetidor/hub Ethernet: s Retardo : 0,556 s / 00 m Retardo Fibra òptica: 0,5 s / 00 m Retardo NIC switch: 0,5 s VLAN 3 Figura 6..3 VLAN 00 m B A VLAN 3 D F 50 m 50 m 50 m HUB PUENTE HUB REPETIDOR 50 m 00 m 50 m VLAN 3 50 m C 00 m E 300 m G Figura

59 Interconexión de redes Tema 6 LAN Virtuales Ejercicio 6.. Consideremos las configuraciones de red que se muestran en la Figura 6..5 y en la Figura 6..6 y, para cada una, contestar a las siguientes preguntas.. Qué tipos de enlaces hay entre los conmutadores?. Cómo se pueden configurar los dispositivos (finales y/o de interconexión) para que las VLANs funcionen? F G H I L M N O P Q R S T U SW4 SW SW3 # # # # # SW #3 A B C D E Figura 6..5 Figura

60 Interconexión de redes Tema 6 LAN Virtuales Ejercicio 6..3 Consideremos la red Ethernet de la Figura 6..7, donde se ha calculado la topología STP y se han configurado las VLANs siguientes: VLAN : estaciones conectadas a los HUBs,, 3, 5, 9; VLAN 3: estaciones conectadas a los HUBs,, 6, 7; VLAN 4: estaciones conectadas a los HUBs 3, 4, 7, 8, 9, 0. s7 HUB 3 SW 53 HUB 4 HUB 3 s HUB s 3 SW 80 s6 3 4 SW HUB 9 s3 SW 4 3 HUB 0 HUB 5 s5 s4 HUB 7 Estació C HUB 8 s9 Estació A Estació B 3 SW 66 s0 HUB 6 Estacions de VLAN Estacions de VLAN 3 Estacions de VLAN 4 Figura Si la estación C tiene una trama para enviar en broadcast en el instante t=0, describir el recorrido que hace la trama hasta llegar al destino y detallar lo que hace cada dispositivo de interconexión por el que pasa la trama. Suponer que el canal está libre en t=0 y que las SAT están llenas.. Teniendo en cuenta los datos del apartado, cuándo puede enviar la estación A una trama hacia la estación B (dentro de la VLAN4) sin que haya colisión con la trama de l estación C? Tan sólo indicar fórmulas con los parámetros necesarios y con los comentarios oportunos. 60

61 Interconexión de redes Tema 6 LAN Virtuales Ejercicio 6..4 Consideremos la red Ethernet de la Figura 6..8, donde se ha calculado la topología STP y se han configurado las VLANs indicadas. VLAN i 3 HUB 3 HUB HUB HUB 3 s3 s s s7 3 s6 SW 80 3 SW HUB 6 SW 4 7 s4 s5 VLAN 3 i 4 HUB 4 HUB 5 Estacions no asignades a cap VLAN Estacions de VLAN Estacions de VLAN 3 Estacions de VLAN 4 Figura 6..8 Indicar en la Tabla 6.. los tipos de enlaces que hay (acceso, troncal, híbrido), si las tramas viajan con etiquetas o no, y qué dispositivos son VLAN-aware. Recordar que, si por un enlace no pasa tráfico VLAN, no tenéis que poner nada en la tabla para aquel enlace. S S S3 S4 S5 S6 S7 Tipus d enllaç Trames etiquetades? Dispositius VLAN-aware? Tabla 6.. 6

62 Interconexión de redes Tema 6 LAN Virtuales Ejercicio 6..5 Considerar la red Ethernet de la Figura 6..9, donde hay un conmutador (switch) y dos concentradores (HUB). Supongamos que, como administradores de red, tenéis que configurar los equipos para formar las VLANs indicadas en la figura. Figura Completar la Tabla 6.., indicando qué enlaces son de acceso, cuáles son troncales y cuáles híbridos, según vuestra configuración. Además, indicar qué equipos tienen que ser VLAN-aware. Enllaços d accés Enllaços troncals Enllaços híbrids Equips VLAN-aware Tabla 6... Indicar qué mecanismos de reenvío puede usar el switch de esta red. Razonar la respuesta. 3. Supongamos que la estación A envía una trama MAC con dirección broadcast en el instante t=0. Qué dispositivos la reciben y procesan? 4. Con respecto al punto 3, qué dispositivos pueden transmitir al mismo instante que A?. 6

63 Interconexión de redes Tema 6 LAN Virtuales 6. Comunicación entre VLANs Ejercicio 6.. Considerar los siguientes escenarios y contestar a las preguntas que se plantean a continuación: e 00 m f g HUB COAX 500 m PONT FO 500 m h i 00 m SW 00 m l m FO 500 m o n REPETIDOR r FO 500 m SW3 s SW p q 00 m a b c d Figura 6... Suponiendo que las estaciones desde A hasta a I pertenecen a la VLAN y el resto de las estaciones a la VLAN 3, qué tipo de enlace hay entre SW y el puente, y qué tipo entre SW y SW3? Por cuales enlaces es necesario que las tramas estén etiquetadas?. Supongamos ahora que las estaciones A, B, C, D, E, F, G, H, I, R y S deben formar parte de la VLAN y que el resto forman parte de la VLAN 3. Qué tipo de enlaces hay entre los switches? Qué switches deben cumplir el estándar IEEE 80.Q? 3. En el caso anterior, si la estación P es un servidor web que debe ser accesible por las estaciones A, H y O, Qué soluciones existen para hacer posible este acceso? Describir el proceso de transmisión de las tramas/paquetes por la red en cada caso. 63

64 Interconexión de redes Tema 6 LAN Virtuales Ejercicio 6.. Considera la Figura 4.4. y contesta a las siguientes preguntas. UPLINK HACIA EL ROUTER 30 PC 0Base-T VLAN 3 A 30 PC 0Base T VLAN 4 30 SW 96 puertos Base T HUB 30 A SW 96 puertos Base T 30 A 30 PC 0Base T VLAN 4 HUB PC 0Base T VLAN A Impressora Base T 0 PC 0Base-T VLAN 3 A Figura 6... Queremos que la impresora sea accesible tan sólo por los equipos de la VLAN y de la VLAN 4. Qué configuración veis posible? Tenéis que especificar todo lo que creáis oportuno para que se entienda vuestra configuración, teniendo en cuenta que los conmutadores disponen de hasta 96 puertos Base-T, y que no hay HUBs en esta topología. Consideremos que la utilización de los enlaces es del 00% de la capacidad de los mismos, y que el 0% del tráfico generado por los dispositivos de VLAN y VLAN 4 va hacia la impresora. El resto del tráfico generado en la red va hacia el router. Consideremos que la imp007esora no genera tráfico.. Cuál es la capacidad del enlace entre SW y la impresora para que no haya cuello de botella a la hora de imprimir? 3. Cuál es la capacidad del enlace entre SW y SW para que no haya cuello de botella? 4. Cuál es la capacidad del enlace entre Sw y Router para que no haya cuello de botella? 5. Volver a dimensionar los enlaces entre Router-SW y entre SW-SW para que no haya cuello de botella, teniendo en cuenta que: la utilización de los enlaces de los usuarios finales está al 00% de su capacidad; el 60% del tráfico generado por los equipos de la VLAN y la VLAN 4 va a hacia el router, el 0% hacia la impresora y el resto se queda en la VLAN; la impresora no genera tráfico; el 90% del tráfico generado por los equipos de la VLAN 3 va hacia el router y el resto se queda en la VLAN; desde el router hacia el SW entran 00Mbps hacia la VLAN, 70 Mbps hacia la VLAN 3 y 300Mbps hacia la VLAN4 (se reparten entre todos los equipos de cada VLAN); el router dispone de 0 puertos Base-T. 64

65 Interconexión de redes Tema 6 LAN Virtuales Ejercicio 6..3 Tenemos dos ordenadores, A y B, que implementan los siguientes protocolos a nivel de RED: IP, IBM NetBIOS. Ambos ordenadores disponen de una tarjeta de red Ethernet 0baseT y están conectados a través de un Switch VLAN-aware, como se muestra en la Figura A SW 6 puertos Base T B Figura 6..3 La entidad de protocolo IP del sistema A recibe una petición de servicio de envío de una IP_SDU de 000 bytes al usuario del servicio IP del sistema B. Considerar que el protocolo IP no usa los servicios del nivel LLC sino que usa directamente los servicios del nivel MAC. Recordar que el nivel de red es el encargado de fragmentar los datos según la MTU de la red y que la cabecera IP es de 0 bytes.. Se han configurado las VLAN de manera que el sistema A pertenece a las VLAN y 3, mientras que el sistema B pertenece a las VLAN. Describir el formato de la trama Ethernet que A envía a B y la que recibe B: en qué difieren? Cuál es la dirección IP origen y destino que aparece en los paquetes?. Si ahora las VLAN se han configurado de manera que el sistema A pertenece a la VLAN 3 y B a la VLAN, describir el formato de la trama Ethernet que A envía a B y la que recibe B. En qué difieren? Cuál es la dirección IP origen y destino que aparece en los paquetes? Qué es lo que ha cambiado con respecto a la situación de antes y por qué? 65

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67 Interconexión de redes Tema 7 Fast y Gigabit Ethernet 7 FAST Y GIGABIT ETHERNET 7. Eficiencia de canal y eficiencia de trama Ejercicio 7.. 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:. Ethernet 0Mbps. Fast Ethernet 3. Gigabit Ethernet 4. Gigabit Ethernet con frame bursting: a) Ráfaga de tramas b) Ráfaga de tantas tramas mínimas cuántas quepan seguidas dentro del mismo burst 5. Gigabit Ethernet full dúplex con Jumbo frame una trama con un campo de datos de máximo 9000 bytes (en lugar de 500 bytes) Considerar una longitud de los datos útiles de 46 bytes y de 500 bytes (evaluar los dos casos). 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 y ); 5 bytes (punto 3, 4 y 5) Trama de longitud máxima (desde el campo de dirección MAC hasta el CRC) = 58 bytes (puntos,, 3 y 4); 908 bytes (5) Preámbulo + SFD = 8 bytes Ethernet L = 500 bytes L = 46 bytes Fast Ethernet Sin Frame Bursting Gigabit Ethernet Con Frame Bursting a) b) Jumbo Frame Máxima longitud de trama 67

68 Interconexión de redes Tema 7 Fast y Gigabit Ethernet Ejercicio 7.. Desde una estación, A, se quiere transmitir un paquete IP de 5 bytes (tamaño total). La estación tiene una interficie de red (NIC) Ethernet que cumple el estándar IEEE 80.3 (0Base-T a nivel físico), también implementa el estándar IEEE 80.. 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 00 paquetes por segundo.. Qué tipo de tramas Ethernet se pueden usar en este escenario?. 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 sub-niveles 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 7..3 Considerar una estación de usuario con interfaz Gigabit Ethernet y con protocolo de red IP (considerar 0 bytes de cabecera por cada paquete IP). La entidad de nivel 3 ha de ofrecer el servicio de transferencia de datos para una RED-SDU de 4800 bytes. Evaluar la eficiencia del canal desde el punto de vista de:. Usuario del servicio LLC. 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 7..4 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 80.3 (00Base-T4 a nivel físico), y el nivel MAC ofrece sus servicios a la capa LLC 80.. Suponer que tan sólo la estación A transmite paquetes y que esta estación genera 0 paquetes cada segundo.. 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.. 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. 68

69 Interconexión de redes Tema 7 Fast y Gigabit Ethernet Ejercicio 7..5 Un equipo terminal de usuario (PC) se comunica con una impresora a través de Ethernet 0Base-T. Los dos equipos disponen de una pila de protocolos con los estándares de LAN IEEE 80.3 y IEEE 80. 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: Dirección IP de la impresora: Dirección MAC del PC: 00E08-0A5A Dirección MAC de la impresora: ADC Longitud del paquete IP (total): 580 bytes. 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.. 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). Ejercicio 7..6 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:. Ethernet 0Mbps. Fast Ethernet 3. Gigabit Ethernet 4. Gigabit Ethernet con frame bursting 5. Gigabit Ethernet full dúplex con Jumbo frame Considerar que el nivel de red tiene que enviar datos (IP-SDU) y que, si fuese necesario, se encargará de fragmentar sus datos para adaptarlos al medio físico (Gigabit Ethernet); a continuación tenéis las longitudes de los datos (evaluar los tres casos): 5000 bytes, de 4600 bytes y de 4430 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 y ); 5 bytes (puntos 3 y 4) Trama de longitud máxima (desde el campo de dirección MAC hasta el CRC) = 58 bytes (puntos,, 3 y 4); 908 bytes (punto 5) Preámbulo + SFD = 8 bytes Cabecera IP = 0 bytes 69

70 Interconexión de redes Tema 7 Fast y Gigabit Ethernet 7. Arquitectura de red y primitivas de servicio Ejercicio 7.. Una estación A está conectada al puerto de un switch; la estación B está conectada al puerto del mismo switch (ver figura inferior). Este switch tiene otros 4 puertos que, para este ejercicio, no nos interesan. La tarjeta de red Ethernet IEEE 80.3 de la estación A puede trabajar hasta Gbps en modo half dúplex. La estación B tiene una tarjeta de red Ethernet IEEE 80.3 y puede trabajar hasta 00 Mbps en modo full dúplex. El switch tiene interfaces de red Ethernet IEEE 80.3 en todos sus puertos, los cuales pueden trabajar hasta Gbps en modo full dúplex.. Cuántos dominios de colisión hay en toda la red? En qué modo de transmisión y a qué velocidad se trabaja sobre cada enlace (ASwitch y BSwitch)? SWITCH # # #3 #4 #5 #6 00m 00m A B Supongamos que el nivel de red de la estación A tenga listo un paquete de 400 bytes para transmitir a la estación B. Si sabemos que estos dispositivos tienen una arquitectura según los estándares IEEE 80.3 con 80., se pide:. Describir las primitivas de servicio que se usan en cada nivel relacionadas con la transferencia del paquete hasta B, suponiendo que el puerto del switch está recibiendo tramas PAUSE procedentes de la estación B continuamente. El nivel de red de la estación A se dará cuenta si sus datos han sido transmitidos y si se han recibido en el destino? Cómo? Donde pueda ser útil considerar: dirección SAP = 46, dirección MAC_A =A, dirección MAC_B = B. 3. Detallar las tramas MAC IEEE80.3 que se generan y que se reciben en cada dispositivo. Supongamos ahora que el nivel de transporte de A haya solicitado un servicio al nivel de red para la transferencia hacia B de una ráfaga de 6 segmentos UDP de 300 bytes cada uno y que A usa el mecanismo de frame bursting. Consideremos también, que en caso necesario, la función de fragmentación se realiza en el nivel de red. Se pide: 4. Cuál es la eficiencia de la transmisión desde el punto de vista del usuario del servicio MAC de la estación A? Suponiendo que el nivel MAC de la estación A hace el primer intento de transmisión en el instante t = 0 y que el switch tiene una trama lista para enviar hacia A en el instante t = 3,8 µs. 5. En qué instante el nivel MAC de la estación A recibe la trama que le envía el switch? Considerar un retardo de propagación de 0,556 µs cada 00 metros para el cable y un retardo de NIC de 0,5 µs. 70

71 Interconexión de redes Tema 7 Fast y Gigabit Ethernet Ejercicio 7.. 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 000baseT en half-dúplex. 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_e BD 09 Dirección MAC (sistemab) = 3com_FF F3 F8 El nivel 3 del sistema A tiene una RED-SDU de 3000 bytes para enviar 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 0 bytes sobre los datos que debe enviar. Cabecera IP 0 Bytes Datos [Red-SDU] Describir paso a paso, cómo 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 7..3 Consideremos la figura de la página siguiente donde se representa la arquitectura de una red Gigabit Ethernet Half-Dúplex: responder a las preguntas que indicamos a continuación. Suponer que el canal no introduce errores y que no hay otras transmisiones en toda la red.. Qué tipo de dispositivos pueden tener la arquitectura representada en el punto de la figura?. Dibujar la MAC-PDU (punto de la figura) con todos los detalles (donde sea posible, aplicar los valores que se indican como datos). 3. Completar la parte del esquema correspondiente al punto 3 con las dos primitivas que faltan, junto con sus parámetros. 4. Calcular la eficiencia del canal Gigabit Ethernet Half-Dúplex desde el punto de vista del usuario del servicio de la capa MAC. 7

72 Interconexión de redes Tema 7 Fast y Gigabit Ethernet Estació A Estació B XARXA LLC MAC PHY PHY MAC MAC PHY PHY MAC LLC XARXA RED PDU (400 bytes) DL_UNITDATA.re quest (DSAP i DMAC, SSAP i SMAC, LLC SDU) MA_DATA.reques t (DMAC, MAC SDU) MAC PDU M E D I D E T R A N S M I S S I Ó Enviament de la MAC PDU Lògica de reenviament M E D I D E T R A N S M I S S I Ó Enviament de la MAC PDU 3 Dades per completar les preguntes: DSAP: 7 SSAP: 7 DMAC (@MAC destí): Cisco_3a 45 f0 SMAC (@MAC origen): 3com_4 83 a9 7

73 Interconexión de redes Tema 8 LAN inalámbricas 8 REDES DE ÁREA LOCAL INALAMBRÍCAS 8. Dominio de colisión en WLAN y configuración de canales Ejercicio 8.. Considerar la configuración en modo infraestructura representada en la Figura 8..(a). Suponer que hay 3 estaciones asociadas al AP, 5 estaciones asociadas al AP y 5 al AP3. El alcance (o cobertura) de cada AP es de 00m. La sala donde se encuentran tiene una superficie de 40x00m. Tanto los APs como las estaciones trabajan con tarjetas IEEE 80.b, método de acceso distribuido y con DSSS a nivel físico.. Cómo se deben configurar los canales en que trabajan los tres AP para que los usuarios asociados a diferentes AP puedan trabajar sin interferirse entre ellos?. Si la estación 4 (AP) debe enviar unos datos a la estación 5 (AP) en el mismo instante de tiempo en que la estación (AP) debe enviar unos datos a la estación (AP), cómo accede al medio la estación 4? Hay conflicto? Quién transmite primero y cuándo puede transmitir la otra estación? Por qué? AP AP AP 6 AP AP3 Figura 8..(a) Figura 8..(b) Ejercicio 8.. Considerar la configuración en modo infraestructura representada en la Figura 8..(b). Suponer que hay 5 estaciones asociadas al AP y 7 estaciones asociadas al AP. El alcance (o cobertura) de cada AP es de 00m. La sala donde se encuentran tiene una superficie de 40x00m. Tanto los APs como las estaciones trabajan con tarjetas IEEE 80.b, método de acceso distribuido y con DSSS a nivel físico. Los dos APs han sido configurados para que trabajen en el mismo canal.. Si la estación 4 (AP) debe enviar unos datos a la estación (AP) en el mismo instante de tiempo en que la estación (AP) debe enviar unos datos a la estación 3 (AP), cómo acceden al medio? Hay conflicto? Quién transmite primero y cuándo puede transmitir la otra estación? Por qué? 73

74 Interconexión de redes Tema 8 LAN inalámbricas Ejercicio 8..3 Para una red 80.b en modo infraestructura y DCF donde hay 8 APs que ofrecen una cobertura conjunta que permite cubrir la planta de una sala grande (tal como se muestra en la figura 8..), se quieren planificar las frecuencias, es decir, se quieren asignar los canales a cada AP de forma que no interfieran entre ellos. Para eso se ha de tener en cuenta las restricciones de uso de canales adyacentes en IEEE80.b. Cuál será la planificación óptima para este escenario? Y AP Y AP Y AP3 Y AP4 Y AP5 Y AP6 Y AP7 Y AP8 Y AP9 Y AP0 Y AP Y AP Y AP3 Y AP4 Y AP5 Y AP6 Y AP7 Y AP8 Y AP9 Y AP0 Y AP Y AP Y AP3 Y AP4 Y AP5 Y AP6 Y AP7 Y: Punt d accés sense fils Zona de cobertura del punt d accés sense fils Figura 8.. Ejercicio 8..4 Para una red 80.b en modo infraestructura y DCF donde hay 9 APs que ofrecen una cobertura conjunta que permite cubrir la planta de un museo (tal como se muestra en la figura 8..3), se quieren planificar las frecuencias, es decir, se quieren asignar los canales a cada AP de forma que no interfieran entre ellos. Para eso se ha de tener en cuenta las restricciones de uso de canales adyacentes en IEEE80.b y las características de las paredes y obstáculos existentes. Cuál será la planificación óptima para este escenario? Y AP Y AP Y AP3 Y AP4 Y AP5 Y AP6 Y AP7 Y AP8 Y AP9 Y AP0 Y AP Y AP Y AP3 Y AP4 Y AP5 Y AP6 Y AP7 Y AP8 Y AP9 Mur amb una gran atenuació a la banda de freq. de 80.b Y: Punt d accés sense fils Zona de cobertura del punt d accés sense fils Figura

75 Interconexión de redes Tema 8 LAN inalámbricas 8. Mecanismo de acceso al medio y eficiencia Ejercicio 8.. Considerar una red WLAN 80.b 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 00 metros. La estación A está a una distancia de 60 metros del AP; B a 90 metros del AP; A y B a 50 metros una de la otra. Considerar una velocidad 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 a la estación B y que en el instante t=6 µs la estación B quiere transmitir una trama a la estación A. Suponer que las tramas que se envían son de 045 bytes, el RTS de 0 bytes, el CTS y el ACK de 4 bytes. Considerar que todas las transmisiones se hacen a una tasa de Mbps (sin hacer distinción entre la velocidad de transmisión de la cabecera PHY y los datos). Además, por simplicidad, considerar que el preámbulo y la cabecera PLCP tengan longitud nula. Considerar los siguientes valores para los intervalos IFS (Inter Frame Space): DIFS = 50 µs tiempo durante el cual se escucha el canal antes de transmitir un RTS SIFS = 0 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 = 50 µs Estación B = 80 µs AP = 40 µs Para calcular los tiempos, se aconseja usar valores con precisión de centésimas de µs.. En qué instante la estación A recibe el CTS? Qué dispositivo de la red lo envía? Razonar la respuesta.. En qué instante la estación A inicia la transmisión de su trama de datos? Hay colisión? Con qué trama? Razonar la respuesta. 3. En qué estado encuentra el canal la estación B en el instante en que ésta quiere transmitir? Razonar la respuesta. 4. Cuándo puede empezar a transmitir su trama de datos la estación B? Razonar la respuesta. 75

76 Interconexión de redes Tema 8 LAN inalámbricas Ejercicio 8.. Queremos evaluar la eficiencia de canal de un sistema de comunicaciones basado en IEEE80.. Para ello simplificamos el escenario considerando sólo la comunicación entre dos equipos (una estación y un punto de acceso) que están trabajando en modo infraestructura con MAC en modo DCF. Teniendo en cuenta los parámetros de funcionamiento especificados en el estándar, calcular la eficiencia de canal con respecto al usuario del servicio MAC cuando la estación transmite de forma continuada tramas de datos. Los datos que hemos de tener en cuenta son los siguientes: DATOS: Longitud MAC-PDU de control RTS: 0 bytes; Longitud MAC-PDU de control CTS y ACK: 4 bytes; Tiempo de propagación menospreciable; Longitud cabecera MAC para tramas de datos: 34 bytes; Preámbulo PLCP: 44 µs; Cabecera PLCP: 48 µs; SIFS: 0 µs; DIFS: 50 µs. Completar la Tabla 8.. con los valores de eficiencia encontrados para los casos que se plantean: envío de los datos sin o con intercambio de RTS/CTS; envío de MAC-SDU de 50 bytes o 500 bytes; tasa de transmisión (para MAC PDU!) de Mbps o Mbps. Capacidad Tamaño datos Sin RTS/CTS Con RTS/CTS R= Mbps 500 bytes 50 bytes R= Mbps 500 bytes 50 bytes Tabla

77 Interconexión de redes Tema 8 LAN inalámbricas Ejercicio 8..3 Un sistema formado por dos estaciones (A y B) y un Access Point (AP), están configurados para trabajar en modo infraestructura con el estándar IEEE 80.b a Mbps. Sabemos que el tiempo de propagación entre el AP y las dos estaciones es de 0, µs, mientras que el tiempo de propagación entre las dos estaciones es de 0,5 µs. Todos están al alcance el uno del otro y están configurados para utilizar el mecanismo RTS/CTS para cada nuevo envío. Si el instante en que el nivel MAC de cada dispositivo recibe una petición de transmisión de una nueva SDU es tap = 00 µs para el AP, ta = 0 µs para A, y tb = 30 µs para B, cuál es el instante en que B empieza a transmitir un RTS hacia el AP? Representar gráficamente los detalles de las transmisiones que se producirán en el canal. DATOS: Longitud MAC-PDU de control RTS: 0 bytes; Longitud MAC-PDU de control CTS y ACK: 4 bytes; Tasa de transmisión: Mbps; Longitud MAC-PDU de datos: 500 bytes; Preámbulo PLCP: 44 µs; Cabecera PLCP: 48 µs; SIFS: 0 µs; DIFS: 50 µs; Backoff: BA 50 µs, BB 0 µs, BAP 40µs. Ejercicio 8..4 Considerar un sistema de comunicaciones basado en IEEE80.b donde las estaciones están trabajando en modo infraestructura con un AP (punto de acceso) y con mecanismo de acceso CSMA/CA. DATOS: Longitud MAC-PDU de control RTS: 0 bytes; Longitud MAC-PDU de control CTS y ACK: 4 bytes; Tasa de transmisión: Mbps; Tiempo de propagación menospreciable; Longitud MAC-SDU de datos: CASO ) 000 bytes, CASO ) 50 bytes; Longitud cabecera MAC para tramas de datos: 34 bytes; Preámbulo PLCP: 44 µs; Cabecera PLCP: 48 µs; SIFS: 0 µs; DIFS: 50 µs.. Evaluar la eficiencia del canal con respecto al usuario del servicio MAC cuando una estación transmite de forma continuada tramas de datos. Tamaño datos 034 bytes 84 bytes Con RTS/CTS Tabla 8.. Sin RTS/CTS. Comentar los resultados del apartado anterior y explicar qué ventajas aporta el mecanismo RTS/CTS y cuándo puede ser útil aplicarlo. 77

78 Interconexión de redes Tema 8 LAN inalámbricas Ejercicio 8..5 Teniendo en cuenta el sistema WLAN que se muestra en la Figura 8.., y que funciona según el estándar IEEE 80.b a Mbps, contestar a las siguientes preguntas. A AP AP AP3 AP4 Figura 8... Indicar la planificación de frecuencias (distribución/asignación de los canales radio) para conseguir un buen funcionamiento tanto para los AP como para los usuarios.. Calcular la eficiencia que obtendrá un usuario del servicio del nivel LLC para la transmisión de un paquete IP de 000 bytes de longitud desde el usuario A hacia el AP, cuando el canal está libre y el NAV de A es igual a 0, teniendo en cuenta que se usa el RTS/CTS para evitar el problema del nodo oculto. Suponer que el LLC ofrece el servicio no orientado a conexión. DATOS: Longitud MAC-PDU de control RTS: 0 bytes; Longitud MAC-PDU de control CTS y ACK: 4 bytes; Tiempo de propagación menospreciable; Longitud cabecera MAC para tramas de datos: 34 bytes; Preámbulo PLCP: 44 µs; Cabecera PLCP: 48 µs; SIFS: 0 µs; DIFS: 50 µs; Ejercicio 8..6 Considerar las cuatro estaciones IEEE 80. de la Figura 8... A, B y C están asociadas al AP y trabajan en modo infraestructura y con la función DCF (Distributed Coordination Function). La estación D no está asociada al AP pero usa el mismo canal WiFi que el AP. Todas las estaciones usan el mecanismo RTS/CTS cuando las MAC-PDU de datos que se quieren transmitir tienen una longitud superior a 400 bytes. DATOS: Longitud MAC-PDU de control RTS: 0 bytes; Longitud MAC-PDU de control CTS y ACK: 4 bytes; Longitud MAC-SDU de datos: 640 bytes; Longitud cabecera MAC para tramas de datos: 34 bytes; Tasa de transmisión: Mbps; Tiempo de propagación menospreciable; Preámbulo PLCP: 44 µs; Cabecera PLCP: 48 µs; SIFS: 0 µs; DIFS: 50 µs; 78

79 Interconexión de redes Tema 8 LAN inalámbricas Cobertura d A Cobertura d AP Cobertura de C B 80 m 80 m D 80 m A 80 m AP 80 m C Figura 8... Si en el instante t = 0 la estación C tiene lista una trama con destino final la estación A para su transmisión, a partir de qué instante de tiempo verán el canal ocupado el AP y las otras estaciones de la red?. Suponiendo que no haya colisión, en qué instante de tiempo la estación A acaba de aceptar y recibir completamente la trama de datos originada por C? 79

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81 Interconexión de redes Tema 9 Mecanismos de acceso al medio 9 MECANISMOS DE ACCESO AL MEDIO 9. Aloha puro y Aloha ranurado Ejercicio 9.. Un grupo de usuarios utilizan el protocolo Aloha puro. Todas las PDUs que se envían son de 64 bytes y la tasa del canal es de 0 Mbps. Cada usuario genera en media 5 nuevas PDUs cada segundo (según un proceso de Poisson).. Cuántos usuarios soporta el sistema?. Cuántos, si la longitud de las PDUs es de 500 bytes? 3. Qué pasa en este sistema si hay 0 usuarios, el tamaño de la PDU es de 500 bytes y la tasa media de nuevas llegadas es de 50 PDU/s? Ejercicio 9.. Dos sistemas de comunicación, A y B, utilizan los mecanismos ALOHA puro y ALOHA ranurado, respectivamente. Sabiendo que en un instante determinado de su funcionamiento el parámetro G tiene un valor de 0,75 [PDUs por intervalo de transmisión], cuál será el estado del sistema? Justificar la respuesta. Ejercicio 9..3 Para los dos mecanismos de Aloha (puro y ranurado):. Encontrar el punto de trabajo y la intensidad de tráfico G, considerando una tasa de transmisión del canal de 0 kbps, una longitud de PDU fija a 000 bits y una tasa de llegada de las PDU al sistema que sigue la distribución de Poisson con media 0 PDU/s (nuevas más retransmisiones).. Se puede calcular el retardo de transmisión en estas condiciones? Considerar un tiempo de backoff medio de 00 s. 3. Calcular el retardo de transmisión medio de una PDU en el caso de Smax. Ejercicio 9..4 Una gran población de usuarios de Aloha ranurado genera 0 PDU/s, incluidas tanto originales como retransmitidas y el tiempo se divide en ranuras de 40 ms.. Cuál es la probabilidad de éxito en el primer intento de transmisión?. Cuál es la probabilidad de que la PDU se tenga que retransmitir k veces antes de conseguir el éxito? 3. Cuál es el número medio de intentos de transmisión necesarios para lograr transmitir con éxito una PDU? 8

82 Interconexión de redes Tema 9 Mecanismos de acceso al medio Ejercicio 9..5 Un grupo de usuarios utilizan el protocolo ALOHA ranurado. Todas las PDUs que se envían son de 00 bytes y la tasa de transmisión del canal es Mbps. Sabemos que cada usuario genera una media de 5 PDU nuevas por segundo.. Cuántos usuarios puede soportar este sistema si queremos que funcione correctamente?. Suponiendo que el número de usuarios sea 0, cuál es la probabilidad que un usuario transmita con éxito al primer intento de transmisión? 3. Qué pasa si el sistema tiene 0 usuarios y cada uno genera 5 PDU/s? Ejercicio 9..6 Considerar un sistema Aloha puro con los siguientes parámetros: Tasa de transmisión del canal: 75 Mbps Longitud de las PDU que se transmiten en el canal: 800 bytes Tasa de generación de nuevos datos a cada usuario de nivel de enlace: 600 PDU/s Teniendo en cuenta que un usuario sólo puede enviar una PDU cada vez que tiene acceso al canal, calcular el número máximo de usuarios que puede soportar el sistema. 8

83 Interconexión de redes Tema 9 Mecanismos de acceso al medio 9. Familia CSMA Ejercicio 9.. Un conjunto de N estaciones comparten un medio de transmisión. El subnivel de control de acceso al medio para cada estación se basa en el mecanismo CSMA -persistente y se caracteriza por la siguiente relación entre throughput (S, transmisiones con éxito respecto al tiempo de transmisión de MAC-PDU), tráfico ofrecido (G, intentos de transmisión, nuevas + retransmisiones, por tiempo de transmisión de MAC-PDU) y tiempo de propagación normalizado (a): Sabemos que para Smáx: G G ag( G ag / ) e S ag G( a) ( e ) ( ag) e G( a) G( a) a = 0.00 a = a = 0. a =.0 a =.0 Gmax Smax Tabla 9.. Las estaciones transmiten a una tasa de 000 kbps. Sabemos que el nivel 3 de las estaciones está basado en el protocolo IP y que el tráfico a este nivel se puede caracterizar por la transmisión, en media, de un paquete IP cada segundo, con una longitud fija de paquete de 000 bytes. El subnivel MAC transmite una trama por cada paquete individual y no transmite el paquete siguiente hasta que no haya transmitido el anterior con éxito. Cada trama introduce un overhead de 8 bytes. Hay que tener en cuenta que la distancia que separa las estaciones más lejanas de la red es de 6,88 km. La velocidad de propagación es 0 8 m/s.. Cuál es el número máximo de estaciones que puede soportar el sistema para que funcione sin saturarse?. Suponiendo que en lugar de N estaciones ahora tenemos una sola estación que genera el mismo tráfico total de antes, cuál es el throughput en esta situación? el sistema es estable? Ejercicio 9.. Cien estaciones comparten un canal de 4 km de longitud que usa el protocolo CSMA/CD. Recordar que el throughput, S, de este protocolo está relacionado con el tráfico ofrecido G y que el valor de Smax para diferentes valores de a es: a 0 0,0 0,05 0, 0, 0,4 0,5 0,8 Smax 0, , ,444 Gmax Infinit 9, , ,46 Tabla 9.. donde a es el tiempo de propagación normalizado. Si la velocidad de transmisión es de 5 Mbps y la longitud de las PDUs es de 000 bits:. Cuál es la tasa máxima de generación de las PDUs de cada estación?. Cuál es la tasa máxima de generación de las PDUs si la longitud de las PDUs aumenta un factor igual a 0? 83

84 Interconexión de redes Tema 9 Mecanismos de acceso al medio Ejercicio 9..3 Considerar una red con N estaciones que transmiten tramas usando el mecanismo de acceso múltiple CSMA No Persistente. Sabemos que la velocidad de transmisión del canal, R, es 0 Mbps, la longitud de las tramas, Lm, es fija e igual a 000 bits, y la distancia máxima entre estaciones es de km. Considerar una tasa de generación de 7 tramas nuevas por segundo en cada estación. El throughput normalizado, S, del protocolo CSMA No Persistente se puede calcular con la siguiente relación: S ag Ge G( a) e ag donde a es la relación entre el tiempo de propagación y el tiempo de transmisión, y G es el tráfico ofrecido. A continuación se dan los valores del throughput máximo, Smax, en función de a: a Smax Gmax 0 Infinit 0,0 0,85 9,44 0, 0,553,54 0,444 0,46 Tabla Cuántas estaciones pueden estar activas en el sistema sin que este se sature?. Qué efecto tiene el valor del parámetro a en el comportamiento de la red? Razonar la respuesta en términos de funcionamiento del mecanismo. 3. Si se cambia el protocolo por un S-ALOHA, cuál sería la mejora o el empeoramiento de S respecto al CSMA No Persistente si N = 50? 4. Con respecto al punto anterior, qué pasa si a= y N=? Ejercicio 9..4 Considerar una red a Mbps que usa el mecanismo de acceso CSMA/CA. La velocidad de propagación del medio es igual a la velocidad de la luz (3*0 8 m/s); la máxima distancia entre las estaciones de la red es de 00 metros y la longitud de las tramas que se envían es de 458 bytes. Suponiendo que el throughput máximo que podemos esperar de esta red sigue los valores que hay en la tabla siguiente, contestar a las preguntas que planteamos. a Smax Gmax 0 Infinit 0,00 0, ,0 0,85 9,44 0, 0,553,54 0,444 0,46 Tabla Cuál es la tasa máxima total cursada que soporte el sistema?. Si ahora la misma tasa calculada en el apartado anterior la genera el mismo número de usuarios pero en un sistema ALOHA puro, donde la longitud de la trama es de 00 bytes, podemos decir que el sistema es estable? Nota: La tabla que se proporciona en este ejercicio no corresponde realmente a un sistema CSMA/CA. Solo la utilizamos con fines académicos. 84

85 Interconexión de redes Tema 9 Mecanismos de acceso al medio 9.3 Comparación de las prestaciones de diferentes protocolos Ejercicio 9.3. Calcular la eficiencia de los protocolos de acceso al medio siguientes: Aloha puro, Aloha ranurado y CSMA/CD. Para el CSMA/CD, considerar la tabla de correspondencias entre tráfico ofrecido y cursado del ejercicio Además, tener en cuenta los parámetros y las fórmulas de la Tabla Parámetros Número de usuarios: 30 Capacidad del canal: 8 Mbps Tasa de llegada de nuevas tramas a cada estación: 0 tramas/segundo Distancia máxima extremo a extremo: 3 km Velocidad de propagación en el medio: 0 8 m/s Longitud datos útiles: 500 bytes Tabla Cuál es la eficiencia de cada protocolo? Tener en cuenta que los datos útiles coinciden con los datos totales que se envían. Razonar las respuestas.. Indicar cuál es la máxima tasa cursada por el sistema en cada caso. Razonar las respuestas. 85

86 Interconexión de redes Tema 9 Mecanismos de acceso al medio Ejercicio 9.3. Considerar un sistema Aloha ranurado con los siguientes parámetros: Tasa de transmisión del canal: 75 Mbps Longitud de las PDU que se transmiten en el canal: 000 bytes Número de usuarios: 0 Distancia entre estaciones: 640 m. Teniendo en cuenta que un usuario sólo puede enviar una PDU cada vez que tiene acceso al canal, calcular la máxima tasa de generación de nuevas PDU/s por cada usuario de nivel de enlace que puede soportar el sistema.. En el caso en que el sistema use CSMA/CD en lugar de Aloha ranurado, y considerando la relación entre throughput (S) máximo y máxima intensidad de tráfico (G) indicada en la Tabla 9.3., volver a calcular la máxima tasa de nuevas PDU/s. a 0 0,0 0,05 0, 0, 0,4 0,5 0,8 Smax 0, , ,444 Gmax Infinit 9, , ,46 Tabla 9.3. Ejercicio Considerar una red con 00 usuarios que transmiten tramas de longitud fija. La capacidad del canal es de 50 Mbps y es un canal con una tasa de errores de transmisión menospreciable. La distancia máxima entre dos usuarios es de 670 m y la velocidad de propagación del medio es de 00 km/ms. Suponer que cada usuario genera 0 tramas por segundo, con un campo de datos útiles de 000 bytes y una cabecera de 50 bytes. Para el sistema CSMA/CD tener en cuenta la relación entre tráfico ofrecido y tráfico cursado: ag Ge S G( a) e La Tabla da los valores de throughput máximo (Smax) para diferentes valores de a en el caso CSMA/CD. ag a 0 0,0 0,05 0, 0, 0,4 0,5 0,8 S max 0,85 0,676 0,553 0,397 0,74 0,36 0,708 0,444 G max Infinit 9,44 3,94,54,5963 0,9647 0,8058 0,563 0,46 Tabla Comparar las prestaciones del sistema según el mecanismo de acceso al medio que usa: Aloha puro, Aloha ranurado y CSMA/CD. Qué sistema permite cursar más tráfico en estas condiciones de trabajo? Además, comparar los diferentes sistemas teniendo en cuenta la relación tráfico cursado vs. tráfico ofrecido (nuevas + retransmisiones).. Cuál es la máxima tasa de nuevas llegadas que puede soportar un usuario que accede al medio con CSMA/CD? 86

87 Interconexión de redes Tema 9 Mecanismos de acceso al medio Ejercicio Queremos evaluar diferentes aspectos relacionados con el sistema ALOHA puro, que originalmente se usó sobre un canal RF. Este sistema se desarrolló en las Islas Hawai para poder disponer de una red de comunicación de datos entre diferentes centros universitarios de investigación distribuidos por las diferentes islas. La velocidad de transmisión usada era 9600 bps y la longitud de las PDU estaba fijada a 88 bytes. Figura Demostrar cuál es el número medio de transmisiones sin éxito por cada transmisión con éxito.. Calcular el retardo medio de acceso para este sistema, suponiendo que la tasa media de PDUs transmitidas por todos los terminales (nuevas más retransmisiones) es de PDU/s y que la duración media del tiempo de backoff es 5 veces la duración de una PDU. 3. Ahora consideramos los terminales extremos, A y B, situados en las islas Kauai y Hawaii, respectivamente, separados por 600 km. Si desde A se envía una PDU en el instante ta = 0 s y desde B se envía una PDU en tb = ms, a qué distancia debe de estar un tercer terminal, C, que debe de ser el primero en ver la colisión de las dos transmisiones? Puede haber un cuarto terminal que pueda captar correctamente la transmisión de A o de B? (Considerar velocidad de propagación igual a: 3x0 8 m/s). 4. Calcular la tasa total de transmisión de nuevas PDU de los usuarios que este sistema puede soportar para funcionar bien. Comparar el resultado con el caso de usar CSMA No persistente y hacer comentarios. 87

88 Interconexión de redes Tema 9 Mecanismos de acceso al medio 9.4 Acceso al medio y propagación de tramas Ejercicio 9.4. Hay cuatro estaciones a lo largo de un bus; entre las dos estaciones más lejanas (A y D) hay un tiempo de propagación. Entre A y B hay (/5), entre A y C hay (3/5). Cada estación transmite en un determinado instante una PDU de tamaño fijo y equivalente a (/5). Suponemos que la comunicación es half dúplex. Los instantes en que cada estación tiene una PDU lista para transmitir son: ta= tb= (/5), tc= 0, td= (8/5). Se pide:. Determinar, según el acceso CSMA/CD, cuándo puede transmitir cada estación y qué pasa en el canal.. 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 +, puede hacerlo. 3. Suponiendo que A transmita en ta +, cómo afecta a la transmisión de D? En qué instante podrá transmitir B con éxito? Ejercicio 9.4. Una red half dúplex que funciona con CSMA/CD está formada por 3 estaciones (A, B, C). Supongamos que el retardo de propagación entre las estaciones sea /3 entre A y B, y 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 /3. Las estaciones B y C transmiten en el mismo instante t=0.. Las estaciones B y C detectan alguna colisión? Razonar adecuadamente la respuesta.. Hay colisión entre las tramas transmitidas? Razonar la respuesta. 3. Durante cuánto 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. Supongamos además que el tiempo durante el cual se transmite sea, a partir de ahora, de 8/3. Supongamos que D empiece a transmitir en t= mientras que A lo hace en t=7/3. Suponer que, si se detecta una colisión, el tiempo de backoff para volver a transmitir sea de 8.. Durante cuánto tiempo transmiten las estaciones A y D?. Si la estación B se pone a la escucha del canal en t=3, en qué instante detecta libre el canal? Ejercicio Un segmento de LAN half dúplex en bus que funciona a 0 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 5 bytes, como mínimo.. 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?. 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= 70 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. 88

89 Interconexión de redes Tema 9 Mecanismos de acceso al medio Ejercicio Un segmento de red LAN half dúplex usa el protocolo MAC CSMA/CD -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 un tercio del tiempo de transmisión de una trama, T, de 5 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= 0,5 µs. A qué distancia de C debemos situar la estación B para que esta estación vea una colisión en t = 53,6 µs? Ejercicio 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 B C 0 /3 8/3 7/3 Figura Considerando el protocolo ALOHA puro, la estación A enviará una trama en t = /3? Razonar la respuesta.. Sin considerar la pregunta anterior, contestar a la siguiente: considerando el protocolo CSMA-p, la estación A enviará una trama en t = /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 de enviar y recibir; no considerar las retransmisiones). Considerar que la estación A tiene una trama a punto de transmitir en t = /3, B en t = 0 (tal y como se indica al dibujo) y C en t = /3. Considerar, también, que la longitud de la trama es el mínimo para asegurar la detección de colisión. Razonar la respuesta. Ejercicio Un canal compartido por tres estaciones A, B y C tiene un retardo de propagación extremo a extremo de segundos. La distancia en tiempo entre la estación A y las otras dos estaciones (B y C) es. B y C están prácticamente en el mismo sitio. El tiempo de transmisión de una PDU es fijo e igual a P = 8/3. A tiene una PDU lista para transmitir en ta = 0. B tiene una PDU lista para transmitir en tb = /3. C tiene una PDU lista para transmitir en tc = 5/3. Analizar, según los distintos protocolos de acceso (ALOHA, CSMA persistente, CSMA/CD), qué ocurre en el canal:. Cuándo puede empezar a transmitir su PDU cada estación?. En qué instantes de tiempo ve cada estación las colisiones? 3. Cuándo está libre el canal? 89

90 Interconexión de redes Tema 9 Mecanismos de acceso al medio Ejercicio 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: / entre A y B, /3 entre A y C, entre A y D (B y C están situadas entre Ay D). Suponer que el tiempo de transmisión de las tramas es 8/3 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= /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= 4. Si se produce una colisión, cada estación emite una señal de jamming de duración fija e igual a /3. En el caso de detectar una colisión, la estación B calcula backoff Tb(B) = ; y la estación D el calcula de Tb(D)= /.. Dibujar el diagrama de propagación de las tramas (nuevas y retransmisiones) en el canal, indicando los tiempos de cada evento.. 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 Tenemos tres estaciones A, B y C comunicándose sobre un bus compartido half dúplex Gigabit Ethernet. Las distancias entre las estaciones son: AB = 5 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 5 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 67 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: 0 μs; B: 0 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 = μs, y la estación C tiene una trama lista para transmitir a B en t = 3 μs.. Después de cuántos intentos la estación B consigue transmitir con éxito su primera trama?. Cuándo empieza a transmitir A su trama? Por qué? Justificar gráficamente y analíticamente la respuesta. 90

91 Interconexión de redes Tema 9 Mecanismos de acceso al medio 3. Hasta qué instante está transmitiendo A? por qué? Justificar gráficamente y/o analíticamente la respuesta. 4. Qué es y para qué sirve el Inter Frame Gap (IFG)? En qué instante hubiese podido transmitir A si no existiese el IFG? 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 Tenemos tres estaciones A, B y C comunicándose sobre un bus compartido half dúplex Gigabit Ethernet. Las distancias entre las estaciones son: AB = 00 metros; BC = 00 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 5 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: 0 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 = μs y la estación C una trama para A en t = 4,5 μs.. Cuándo acabará la estación C de recibir la trama que le ha enviado A? Justificar gráficamente y/o analíticamente la respuesta.. 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 = 5 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? 9

92 Interconexión de redes Tema 9 Mecanismos de acceso al medio Ejercicio Las estaciones A, B, C, D y E de una red half dúplex con topología en bus están distribuidas sobre el medio de transmisión de forma que B está a / segundos de A, C y D están a /3 segundos de A, donde 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,5. 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.. 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?. 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 =, podrá empezar la transmisión en dicho instante? Considerar ahora que las estaciones A, B, C y E están escuchando el canal en t = 4 y que la estación D ha empezado una transmisión en t = Suponiendo que solo transmite la estación D, cuál será el instante en que cada estación detecta libre el canal? 9

93 Interconexión de redes Ejercicios final de curso 0 EJERCICIOS DE FINAL DE CURSO Ejercicio 0. E4 0 m 0Base E5 (B) E9 0 m E0 00BaseTX E6 00 m E 0 m Rep ID = E E3 500 m 0Base5 E4 E5 Hub ID = 7 00BaseTX SwC ID = 5 0BaseT Pont ID = 0 m 0 m 00 m E 5 m (A) 0BaseT m E SwA ID = 4 Srv E3 SwB 0 m ID = 3 AP 0BaseT ID = 6 00BaseTX, FD 00BaseTX, FD 0BaseT, FD 80.b / S-ALOHA (*) 0 m 0 m E7 E8 Figura 0. Notación: Ex: Estaciones x (equipo de usuario), SwA, SwB y SwC: Conmutadores, Rep: Repetidor Ethernet, AP: Punto de acceso WLAN, Srv: Equipo servidor. Datos: FAe = % (factor de actividad de las estaciones, en transmisión) FAs = 45 % (factor actividad del servidor Srv, en transmisión) Distribución del tráfico: Estaciones Srv: 80 % del tráfico de salida medio de todas las estaciones Srv Estaciones: 98 % del tráfico de salida medio del servidor. Backoff E4: Backoff E6: Reintento: 3 4 Siguientes Backoff (slots) 3 0 Reintento: 3 4 Siguientes Backoff (slots) Latencia de los dispositivos: Todas las NIC: 0, microseg; SwA, SwB y SwC: microseg (Cut-Through), AP: microseg + transmisión de la trama.. Suponemos que la estación E4 intenta transmitir la trama T (que indicamos a continuación) en el instante TX = 0 microsegundos, y que la estación E6 intenta transmitir la trama T en el instante TX = 36,3 microsegundos. Podemos asegurar que la E5 recibirá las tramas T y T correctamente en el primer intento de transmisión? Por qué? 93

94 Interconexión de redes Ejercicios final de curso Trama, T: Pream. - SFD E5 E4 5 Datos 4 bytes - CRC Trama, T: Pream. - SFD E5 E6 5 Datos 4 bytes - CRC. Teniendo en cuenta la transmisión de las estaciones E4 y E6 de la pregunta A, cuando podrá transmitir la estación E sin que se produzca colisión? Por qué? 3. Teniendo en cuenta los ID de cada dispositivo de la Figura 0. y las prioridades asignadas según la Tabla 0., dibujar el árbol que se forma después de que se haya estabilizado el STP. Considerar que el coste de cada enlace es de. Cuál es la BPDU de configuración (completa, con todos los campos) enviada por el dispositivo con ID=3? ID del dispositivo Valor de prioridad Tabla Si en el instante T = 405 ms el conmutador SwA envía una BPDU de Notificación de Cambio de Topología por su puerto raíz, qué podemos deducir? 5. Teniendo en cuenta que el enlace entre el AP y las estaciones utiliza S-ALOHA, cuál es el throughput máximo teórico que se puede conseguir entre el AP y E7? En qué condiciones se puede conseguir este throughput? Y entre E7 y E5? Justificar vuestras respuestas. Ejercicio 0. UPLINK CAP AL ROUTER 30 PC 80.g VLAN 3 #48 SW 96 ports Base T A 30 PC 0Base T VLAN 4 A 30 # 30 #33 HUB #37 AP 80.g #70 #33 6 SW 96 ports Base T 30 A 30 PC 00Base T VLAN 4 # 0 #5 HUB #8 0 0 PC 0Base T VLAN A AP 80.g 0 PC 80.g VLAN 3 Impressora Base T A Figura 0.3. Queremos que la impresora sea accesible tan sólo por los equipos de la VLAN y de la VLAN 4. Qué configuración veis posible? Tenéis que especificar todo lo que creéis oportuno para que se entienda 94

95 Interconexión de redes Ejercicios final de curso vuestra configuración, teniendo en cuenta que los conmutadores disponen de hasta 96 puertos Base-T, y que no hay HUBs en esta topología. Consideramos que la utilización de los enlaces es del 00% de la capacidad de los mismos, y que el 0% del tráfico generado por los dispositivos de VLAN y VLAN 4 va hacia la impresora. El resto del tráfico generado en la red va hacia el router. Consideramos que la impresora no genera tráfico.. Cuál es la capacidad del enlace entre SW y la impresora para que no haya cuello de botella a la hora de imprimir? 3. Cuál es la capacidad del enlace entre SW y SW para que no haya cuello de botella? 4. Cuál es la capacidad del enlace Uplink hacia el router para que no haya cuello de botella, teniendo en cuenta que: el 60% del tráfico generado por los equipos de la VLAN y la VLAN 4 va a hacia el router; desde el router hacia el SW entran 00Mbps hacia la VLAN, 70 Mbps hacia la VLAN 3 y 300Mbps hacia la VLAN4; el router dispone de 0 puertos Base-T; la utilización de los enlaces de los usuarios finales está al 00% de su capacidad; la impresora no genera tráfico; el 0% del tráfico generado por VLAN y VLAN4 va hacia la impresora. Ejercicio 0.3 En un despacho de una empresa, se quieren interconectar 5 equipos de usuario (A, B, C, D y E) que disponen de las siguientes tarjetas de red Ethernet. A, B y C: NIC Ethernet 0/00 Mbps en full dúplex D y E: NIC Ethernet 0/00 Mbps en half dúplex. Queremos que todos estos equipos (A, B, C, D y E) puedan acceder a una impresora que tiene una tarjeta de red Gigabit Ethernet full dúplex y que se encuentra en el mismo despacho. Queremos asegurar que ningún otro equipo fuera del despacho se pueda comunicar con la impresora. En el despacho sólo hay una rosera que conectará los usuarios al resto de los equipos de la red de la empresa, ya que los usuarios del despacho se tienen que comunicar con el resto de los trabajadores externos al despacho. La red troncal de la empresa a la que los usuarios se conectan a través de la roseta es Gigabit Ethernet ( Gbps) en full dúplex. Se dispone de dinero suficiente solo para comprar dos conmutadores con 5 puertos; si fuese necesario, se puede pedir financiación para la compra de otros dispositivos, si es estrictamente necesario (se tiene que justificar). A partir de eso, se tiene que especificar todo lo que se cree conveniente (p.ej., la capacidad del backplane, la necesidad de tener equipos VLAN-aware o no, la necesidad de activar el protocolo Spanning Tree y/o el control de flujo, la disponibilidad de puertos de uplink y de autonegociación, la disponibilidad de agregación de puertos, etc.) y proponer una solución de configuración de red dentro del despacho que asegure a los 5 trabajadores comunicarse con el resto de trabajadores de la empresa, y que asegure, al mismo tiempo, que los trabajadores fuera del despacho no puedan utilizar la impresora. 95

96 Interconexión de redes Ejercicios final de curso Ejercicio 0.4 El edificio de una universidad dispone de una red Gigabit Ethernet ( Gbps) en full dúplex y también de una red WiFi IEEE 80.g (54 Mbps) que trabaja en los canales, 6 y. El edificio tiene 3 plantas: en la planta baja hay un laboratorio y algunos despachos, tal como se muestra en la Figura 0.4. En esta planta ya se tiene acceso a la red WiFi (canal 6), pero en el laboratorio la señal no llega con suficiente calidad. Nos piden que configuremos la red en el laboratorio teniendo en cuenta los siguientes puntos: En el laboratorio sólo hay una roseta conectada a la red Gigabit Ethernet; En el laboratorio se quieren conectar 5 equipos portátiles que tan sólo disponen de NIC IEEE 80.g; Queremos que los 5 equipos, y sólo ellos, puedan acceder a una impresora que tiene una NIC Fast Ethernet full dúplex que también está ubicada en el laboratorio; Queremos que los 5 equipos puedan comunicarse con el resto de usuarios de la universidad; Suponemos que la señal WiFi procedente de otras plantas no afecta a la red de la planta baja; Disponemos de dinero suficiente para comprar todos los equipos que hagan falta, pero el departamento de administración pide que se justifique claramente cada gasto para que lo puedan aprobar. A partir de eso, se tiene que especificar todo lo que se cree conveniente (p.ej., la capacidad del backplane, la necesidad de tener equipos VLAN-aware o no, la necesidad de configurar los equipos WiFi, la necesidad de activar el protocolo Spanning Tree y/o el control de flujo, la disponibilidad de puertos de uplink y de autonegociación, la disponibilidad de agregación de puertos, etc.) y proponer una solución de configuración de red dentro del despacho que asegure a los 5 trabajadores comunicarse con el resto de trabajadores de la universidad, y que asegure, al mismo tiempo, que los trabajadores fuera del despacho no puedan utilizar la impresora. Laboratori Roseta Gbps full AP Canal 6 Passadis Figura

97 Interconexión de redes Ejercicios final de curso Ejercicio 0.5 Considerar el conmutador de la Figura.4 que conecta las estaciones A, B y C, y los usuarios inalámbricos hacia los servidores a través del enlace de uplink. Las tarjetas NIC de las estaciones A, B y C son Fast Ethernet 00 Mbps half dúplex. Enllaç d uplink Commutador Ethernet 5 0/00 Base-T 3 4 AP 80.b 0 usuaris Estació A Estació B Estació C Figura 0.5. Cuál es la mínima capacidad del enlace entre el Access Point (AP) y el conmutador para que no haya cuello de botella? Justificar la respuesta e indicar la velocidad que configuraríais sobre este enlace.. Cuál es la mínima capacidad del enlace de uplink para que no haya cuello de botella? Justificar la respuesta e indicar la velocidad que configuraríais sobre este enlace. 3. Cuál es la mínima capacidad de backplane del conmutador para poder trabajar simultáneamente sobre todos sus puertos para que no haya cuello de botella? Justificar la respuesta con los cálculos correspondientes. 4. Suponer que en el instante t=0 la estación A tenga una trama de longitud mínima a punto de transmitir hacia la estación B, y la estación B tenga una trama a punto de transmitir en el instante t= 6 µs con destino el AP. Considerar que el enlace tiene un retardo de 0,556 µs/00m y que el conmutador hace cut-through. En qué instante el AP empieza a recibir la trama de B? Ejercicio 0.6 Considerar la red de área local de la Figura estacions amb NIC 0/00Base-T SW6 #-#5 4 ports 0/00/000Base-T 5 estacions amb NIC 00Base-T UPLINK #-#0 HUB 48 ports 0/00Base-T SW - 8 ports 0/00/000Base-T SW 4 ports 0/00/000Base-T #-# SW7-8 ports 0/00/000Base-T HUB 48 ports 0Base-T #-#30 30 estacions amb NIC 0Base-T HUB3 48 ports 0/00Base-T #-#5 5 estacions amb NIC 00Base-T # NIC 0/00Base-T AP 80.b/g 9 estacions amb NIC 80.b # NIC 0/00Base-T AP 80.b/g 8 estacions amb NIC 80.g HUB4 48 ports 0Base-T #-#5 5 estacions amb NIC 0Base-T HUB5 48 ports 0/00Base-T #-#50 45 estacions amb NIC 0/00Base-T 0 estacions amb NIC 00Base-T SW3 48 ports 0/00Base-T #-#0 0 estacions amb NIC 0Base-T SW4 48 ports 0/00Base-T #-#0 0 estacions amb NIC 0Base-T SW5 48 ports 0/00Base-T #-#5 5 estacions amb NIC 0Base-T Representa configuració en estrella Figura

98 Interconexión de redes Ejercicios final de curso. Teniendo en cuenta que, los diferentes dispositivos de la red, sólo están conectados como se muestra en la Figura 0.6, indicar en la Tabla 0. a qué velocidad y con qué modo de transmisión trabajan los siguientes dispositivos sobre cada enlace. Enlace entre: Estaciones- HUB Estaciones- HUB Estaciones- HUB3 Estaciones- AP Estaciones- AP Estaciones- HUB4 Estaciones- HUB5 SW-SW Estaciones- SW3 Estaciones- SW4 Estaciones- SW5 Estaciones- SW6 Estaciones- SW Velocidad Modo Enlace entre: Velocidad Modo HUB-SW HUB-SW HUB3-SW AP-SW AP-SW HUB4-SW HUB5-SW SW-SW7 SW3-SW7 SW4-SW7 SW5-SW7 SW6-SW7 Tabla 0.. Teniendo en cuenta el número y el tipo de puertos disponibles en cada dispositivo y que el tráfico generado por las estaciones de la red va dirigido hacia el enlace de uplink, indicar la capacidad mínima de los enlaces entre los dispositivos indicados en la Tabla 0.3, para que no haya cuellos de botella. Justificar la respuesta especificando el número y el tipo de enlace, así como el modo de transmisión que autonegocian. Tener en cuenta que los enlaces en la Figura 0.6 están indicados con una línea, aunque pueden representar más de un enlace físico. SW-SW Nombre i tipus d enllaç Justificació SW-SW7 UPLINK Tabla Calcular la capacidad mínima que debería de tener el backplane del SW7 para poder trabajar simultáneamente sobre todos sus puertos. Justificar el cálculo. 98

99 Interconexión de redes Ejercicios final de curso 4. Calcular la máxima eficiencia del CSMA/CD que se puede obtener en esta red, suponiendo que cada estación tenga una trama lista para transmitir con una probabilidad P(max) = /N, donde N es el número de estaciones, y que las tramas que se envían tiene una longitud fija (a=0,5). Justificar la respuesta. Para hacer el cálculo, utilizar la fórmula siguiente, con A=(-Pmax) N- : Eficiència CSMA/CD = A a A Ejercicio 0.7 Considerar la red de área local de la Figura 0.7, donde hay 9 estaciones de usuarios (6 estaciones con NIC 80.3 y 3 estaciones con NIC IEEE 80.), un conmutador (SW), un concentrador (HUB) y un punto de acceso 80. (AP). AA AB A C AD AE 00m 00m 00m 80m 50m AP 00m SW Sw HUB HUB AG 30m 00m 00m AH A I AF Figura 0.7. Red IEEE Base-T con acceso WLAN IEE 80.b. Tener en cuenta los datos siguientes: - Longitud tramas MAC 80. de control ACK: 4 bytes; - Longitud del campo de datos de las tramas MAC (tanto 80.3 como 80.): 500 bytes; - Cabecera MAC 80. para tramas de datos: 34 bytes; - Cabecera PLCP 80.: 48 µs; preámbulo PLCP 80.: 44 µs; - Tasa de transmisión AP-usuarios WLAN: 0 Mbps; - SIFS = 0 µs; DIFS = 50 µs; - Retardo de propagación en el aire = 0; retardo de propagación en : 0,556 µs /00 metros; - Switch en cut-through con tabla SAT llena; backplane del switch = Gbps; - Retardo HUB: µs; tiempo de proceso de tramas en el AP = µs; - Retardo NIC (Network Interface Card) = µs.. En el instante t=0 la estación C tiene una trama lista para transmitir hacia la estación E. Cuál es el primer instante en el que la estación D puede transmitir una trama hacia la estación G sin que haya colisión?. Sin tener en cuenta los resultados y las transmisiones del punto, considerar que la estación H tiene una trama lista para transmitir hacia B en el instante t=0, y que B tiene una trama lista para transmitir hacia A en el instante t= 300 µs. En qué instante la estación B acaba de recibir toda la trama enviada por la estación H? 3. Cuál es el primer instante de tiempo en que la estación I puede transmitir una trama a la estación G sin que haya colisión? 99

100 Interconexión de redes Ejercicios final de curso Ejercicio 0.8 Una red Ethernet 00Base-TX está formada por un HUB de 4 puertos (homologado como repetidor de clase II) y 5 estaciones. En el instante t = 0 segundos la estación A envía una trama MAC, mientras que la estación B está escuchando el medio en el instante t = 3 μs. Tener en cuenta los datos siguientes: Todos los enlaces entre HUB y estaciones tienen la misma longitud de 50 m. Todas las tramas que se transmiten tienen la mínima longitud para asegurar detección de colisión en este tipo de red. Retardo de una NIC de estación: 0,5 μs Retardo del cable : 0,556 μs / 00 m Si no se recuerda algún dato podéis usar un valor razonable y convenientemente justificado.. En estas condiciones, puede existir una colisión entre la estación B y una tercera estación C? Razonar la respuesta indicando el instante de transmisión de C.. Cuál será la probabilidad que una estación cualquiera transmita una trama con éxito si todas las estaciones tienen la misma probabilidad de tener una trama a punto de transmitir? 3. Suponer que aproximamos el throughput, S, con la utilización, U, calculada para una red CSMA/CD con los parámetros de funcionamiento dados en el enunciado, a través de la expresión: U = /(+3,55a) ; siendo a el retardo máximo de propagación normalizado Sabiendo que U = /e cuando el número de estaciones se aproxima a infinito, cuál será la tasa de generación de tramas MAC en estas condiciones de funcionamiento de la red? 00

101 Interconexión de redes Ejercicios final de curso EJEMPLO DE EXAMEN PARCIAL.- Considerar una estación IEEE 80.3 (Ethernet) que quiere transmitir sus datos. Contestar a las siguientes preguntas.. Qué mecanismo de acceso al medio implementa? (0,5 puntos). Cuándo puede empezar a transmitir? (0,5 puntos).3 Cómo sabe si sus datos se han transmitido con éxito o no? Razonad bien vuestra respuesta. ( punto).- Explicar brevemente para qué sirve el flag TC (Topology Change) de la BPDU de configuración. Concretar, además, quién lo activa y cuándo. (,75 puntos) 3.- El nivel físico de una estación Ethernet ha entregado unos bits al usuario del servicio de nivel físico. 3.. A qué PDU (unidad de datos) corresponden esos bits? (0,5 puntos) 3.. Qué primitiva de servicio usará el proveedor de servicio MAC para entregar los datos correspondientes al nivel superior? Indicar los parámetros que lleva esta primitiva. ( punto) 4.- Disponemos del escenario dibujado en la Figura 8. 0 estaciones 3 estaciones 0 estaciones x0 x3 0 estaciones x0 LAN B LAN A HUB LAN C x0 HUB x4 4 estaciones ROUTER LAN E LAN D 3 estaciones x3 A A A3 A4 E E E3 E4 Figura Supongamos que la estación A envía un paquete IP a la estación E3. Qué direcciones se indicarán en el/los paquete/s y en la/s trama/s? ( punto) 4.. Supongamos que en el instante t=0 la estación A empieza a enviar una trama con destino E3. Cuándo empieza E3 a recibir la trama? Escribe la fórmula para el cálculo del retardo, dejando claro el significado de cada variable (no hay que hacer cálculos). (0,5 puntos) 0

102 Interconexión de redes Ejercicios final de curso Nos piden que hagamos el direccionamiento IP en esta red (Figura 8). Para hacerlo, el administrador de las direcciones IP nos proporciona la red /5. En la LAN A hay 4 estaciones conectadas al router a través de tres conmutadores (switch); En la LAN B hay 3 estaciones conectadas al router a través de un hub; En la LAN C hay 0 estaciones conectadas al router a través de un hub; En la LAN D hay 4 estaciones conectadas al router a través de un conmutador; En la LAN E hay 7 estaciones conectadas al router a través de dos conmutadores. Todas las cinco LAN están conectadas a un único router (ver Figura 8). Se prevé que en un futuro en estas subredes no se incrementará el número de estaciones, por lo que se pide una asignación óptima. No se pide seguir el RFC De cada subred, indicar la dirección de red y su máscara. (0,75 puntos) LAN A LAN B LAN C LAN D LAN E Dirección de subred Máscara 4.4. Indicar la dirección de broadcast de cada subred. (0,5 puntos) LAN A LAN B LAN C LAN D LAN E 4.5. El rango de direcciones que se asignan a los dispositivos en cada subred. ( punto) LAN A LAN B LAN C LAN D LAN E Primera IP en uso Última IP en uso IP libres 0

103 Interconexión de redes Ejercicios final de curso 5.- Considerar el puente con identificador (ID) 5, tal como se muestra en la Figura 9. Las BPDU que se indican en la Figura 9 son las que el puente 5 recibe por sus puertos antes de definir su topología STP. Suponer que todos los puentes de la red tiene la misma prioridad y que los costes asociados a cada enlace son. Figura Cuál es la topología STP que se determina en el puente 5? Completar la Tabla 4 con la información que se pide. ( punto) Parámetros puente 5 ID puerto/s raíz ID puerto/s en estado de bloqueo Coste de camino a la raíz (RPC) ID puente raíz Tabla Qué ID tiene el puente conectado al puerto 6 del puente 5? Crees que la nueva configuración del puente 5 le puede afectar? En caso afirmativo, cómo? Justificar la respuesta. (0,5 puntos) 03

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105 Interconexión de redes Ejemplo de examen final EJEMPLO DE EXAMEN FINAL Teoría - BLOQUE. 0 preguntas. Test con afirmaciones verdaderas (V) o falsas (F). Sólo se tendrá en cuenta la respuesta indicada en el cuadrado que hay al lado de cada pregunta. Respuesta correcta: 0, punto, respuesta incorrecta: -0, punto. T. Una estación que quiera enviar un paquete a una estación fuera de su LAN, incluirá las direcciones MAC e IP del router en la trama y en el paquete, respectivamente. T. Las VLANs rompen los dominios de broadcast de una LAN. T3. Un cambio de puerto bloqueado provoca el envío de una BPDU de tipo TCN por parte del puente que ha hecho el cambio. T4. El mecanismo de acceso CSMA/CA garantiza que no habrá colisiones entre usuarios de la misma celda cuando utilicen el mecanismo opcional RTS/CTS. T5. Cuando un puente recibe una BPDU de configuración con el flag TC activado inicia un cambio de puerto designado. T6. Cuando la entidad de protocolo LLC recibe una LLC-PDU, según el tipo de LLC-PDU que ha recibido sabe qué tipo de servicio está ejecutando el proveedor del servicio LLC. El tipo de PDU se ve en el campo de control de la LLC-PDU. T7. En las redes de telecomunicación es imprescindible definir la manera en que sus usuarios comparten los recursos comunes. Para ello se define un mecanismo de acceso al medio, como por ejemplo el Aloha. T8. Un switch Ethernet con puertos 0/00 Mbps podrá adaptar la velocidad de transmisión entre 0 y 00 Mbps (por ejemplo, 60 Mbps) cuando recibe una trama PAUSE de control de flujo. T9. El estándar IEEE 80. usa el DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) como mecanismo de acceso al medio entre usuarios de la misma celda, siempre que se configuren canales diferentes en celdas vecinas. T0. Si el campo longitud de una trama Ethernet tiene el valor 78, esta MAC-PDU contiene 700 bytes de información de usuario y 8 bytes de cabecera. T. El formato de trama MAC IEEE 80. difiere con respecto a la trama MAC IEEE 80.3, entre otras cosas, por la presencia de hasta cuatro campos de direcciones que permiten discernir entre transmisor y origen de los datos, y entre receptor y destino de los datos. T. El Frame Bursting siempre permite mejorar la eficiencia en una LAN 000Base-T Half-Dúplex cuando se deben enviar más de una trama seguidas. T3. En una red WLAN 80.b si el temporizador NAV ha llegado a cero y el medio se ha comprobado que está libre, después de haber finalizado el backoff, se puede transmitir con la seguridad que no habrá colisión. T4. Si dos estaciones están conectadas a través de un switch, nunca han de indicar la dirección MAC del switch en las tramas que se envíen entre ellas. T5. La dirección MAC (o física) de un dispositivo le identifica de forma unívoca independientemente de la red a la que pertenece, mientras que su dirección IP cambia según la red a la que pertenece el equipo. T6. Un puente rompe los dominios de colisión entre usuarios conectados al puente por puertos diferentes. T7. En el mecanismo de acceso al medio CSMA se escucha el canal antes de transmitir y, si el canal está libre, se transmite con la seguridad de no sufrir colisión, puesto que no hay nadie más transmitiendo. V V V V V V V V V V V V V V V V V F F F F F F F F F F F F F F F F F 05

106 Interconexión de redes Ejemplo de examen final T8. Un switch que utilice aprendizaje compartido para sus tablas SAT necesitará un backplane inferior que un switch que haga aprendizaje independiente. T9. EL estándar IEEE 80.b permite adaptar la velocidad de transmisión de cada usuario según la tasa de errores que hay dentro del canal en cada momento. En cualquier caso, la cabecera del PLCP se transmite a Mbps. T0. Algunos dispositivos de interconexión de nivel pueden ser VLAN-aware y tratar tramas con o sin etiquetas, siempre y cuando incorporen mecanismos de autonegociación para decidir la configuración de enlace de acceso o enlace troncal. V V V F F F Teoría - BLOQUE. preguntas cortas. T.- Según el modelo OSI, el nivel de capa N pide un servicio al nivel (escoger: superior; inferior; su nivel par en otro sistema). Para pedir dicho servicio, el usuario del servicio usa (escoger: una trama con un campo de control especial; una conexión en full dúplex; una primitiva de servicio). En el caso que el servicio pedido sea el de transferencia de datos sin conexión, el proveedor del servicio en el receptor deberá (escoger: extraer la cabecera de los datos; descodificar los datos recibidos; confirmar la recepción de los datos). La unidad de datos que la entidad de protocolo N recibe se llama (escoger: N_PDU; N_SDU; N-_PDU). ( punto) T.- Qué tipo de direcciones (red, máquina o broadcast) son las siguientes direcciones IP y a qué subred pertenecen si tenemos una máscara de subred ? T (0,5 puntos) T (0,5 puntos) T3.- RIPE ha concedido a nuestra oficina de Correos el siguiente rango de direcciones públicas: Sin tener en cuenta el RFC 950, hasta cuántas subredes podemos crear, si en cada subred necesitamos identificar 30 empleados? Indicar la máscara que se usaría. ( punto) Aplicación - BLOQUE 3. A.- Considerar la red de puentes indicada en la Figura. Todos los puentes tienen la misma prioridad. Determinar la topología STP de la red y completar la Tabla. ( punto) ID 4 C = ID 93 C = 3 C = C = ID 84 C = ID C = 3 3 ID 6 C = ID 30 3 C = 3 C = 3 ID 50 C = Figura ID de los puertos que sean: ID RPC raíz designado bloqueado ID Puente Puente ID de los puertos que sean: RPC raíz designado bloqueado 06

107 Interconexión de redes Ejemplo de examen final A.- Considerar la red Ethernet 0BaseT de la Figura Figura.Suponer que, en el instante t = 0, la estación A envía una trama de longitud mínima destinada a la estación B. Figura.. Cuál es el primer instante de tiempo en que la estación C puede enviar una trama hacia la estación A, sin que haya colisión? ( punto) A3.- Completar la tabla siguiente indicando el ID de los puertos que se han de configurar para que se puedan implementar las VLAN indicadas en el cuadro. Por ejemplo: en la primera fila (SWITCH con ID, SW), en la primera columna (VLAN), pongo el ID del puerto o de los puertos del SW que se ha/n de configurar para la VLAN, en la cuarta columna ( Etiquetas?) pongo el ID del puerto o de los puertos del SW que se ha/n de configurar para que envíe/n y reciba/n tramas etiquetadas, mientras que en la última columna (Híbrido) pongo el ID del puerto o de los puertos del SW que se ha/n de configurar como enlace híbrido. Además, indicar qué equipos tienen que ser VLAN-aware. (,5 puntos) Figura 3 Dispositivo VLAN VLAN VLAN 3 Etiquetas? Acceso Troncal Híbrido SWITCH ID HUB ID SWITCH ID 3 Tabla 07