Examen Final de Redes - ETSIA - 24 de junio de 2006

Apellidos, Nombre: Grupo de matrícula: Examen Final de Redes - ETSIA - 24 de junio de 2006 1. (0,5 puntos) Calcula el tiempo necesario para recibir la respuesta a una consulta DNS si el servidor de nombres local está situado en una red diferente a la que nos encontramos de manera que entre nuestro host y el servidor de nombres hay 3 routers. La información total transferida en la consulta DNS son 1000 bits (incluyendo todas las cabeceras necesarias en los diferentes niveles). La información total transferida en la respuesta DNS son 10.000 bits (en una sola unidad de datos). La velocidad de transmisión siempre va a ser 100 de Mbps y el retardo de propagación en cada uno de los enlaces atravesados va a ser 1 microsegundo. El retardo de procesamiento en los routers y en el servidor de nombres es 1 milisegundo. _ HOST R R R DNS T total = T consulta + T DNS + T respuesta T consulta = 4 * (T trans + T prop ) + 3 * T router = 4 * (1000/100*10 6 + 10-6 ) + 3 * 10-3 = 3.044*10-3 segundos T DNS = 10-3 segundos T respuesta = 4 * (T trans + T prop ) + 3 * T router = 4 * (10000/100*10 6 + 10-6 ) + 3 * 10-3 = 3.404*10-3 segundos T total = 7.448*10-3 segundos 2. (0,5 puntos) Diferencia entre los conceptos de world wide web, HTTP, HTML y navegador. World Wide Web: servicio de transferencia de información multimedia. HTTP: protocolo del nivel de aplicación que emplea el servicio WWW para el diálogo clienteservidor. HTML: lenguaje de descripción de páginas web, describe cómo se visualizarán por pantalla los diferentes elementos. Se basa en la inserción de marcadores de control. Navegador: aplicación cliente del servicio WWW. 1

3. (0,5 puntos) El computador A ha establecido una conexión TCP con el computador B. Contesta si son posibles les secuencias siguientes de segmentos TCP. Justifica la respuesta. Supuesto a) N. Seq N. ACK Ventana Datos Flags A 3000 15000 1000 1000 ACK B 15000 4000 500 1000 ACK B 16000 4000 500 1000 ACK A 4000 17000 1000 500 ACK Supuesto b) N. Seq N. ACK Ventana Datos Flags A 3000 0 1000 0 SYN B 15000 3001 1000 1000 SYN,ACK A 3001 16000 1000 1000 ACK No es posible. En el primer segmento A anuncia una ventana de recepción de 1000 bytes. A continuación B transmite dos segmentos de 1000 bytes, superando por tanto el tamaño de dicha ventana de recepción No es posible. No se permite que segmentos con el bit SYN activado lleven datos. Además, el valor del campo de reconocimiento del tercer segmento es incorrecto, debería ser 16001. 3. (1 punto) Desarrolla un cliente POP3 en Java que se conecte al servidor POP3 que está ejecutándose en el ordenador zoltar.redes.upv.es y, tras identificarse mediante el nombre de usuario USUARIO y la contraseña SECRETA, descargue e imprima por la salida estándar el primero de los mensajes de correo electrónico almacenados en el servidor, que sabemos con seguridad que existe. Posteriormente borra dicho mensaje del servidor y termina la sesión de forma que se actualicen los cambios efectuados. Los otros mensajes del servidor NO se descargan ni se comprueban. Para simplificar se asume que las respuestas del servidor siempre son correctas y de una única línea. Por lo tanto no será necesario comprobarlas. import java.net.*; import java.io.*; class ejer_3_final_junio { public static void main(string args[]) throws UnknownHostException,IOException { System.setProperty("line.separator","\r\n"); Socket s = new Socket("zoltar.redes.upv.es", 110); BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream())); PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true); out.println("user labrdc01"); out.println("pass bloqueo01"); out.println("retr 1"); String linea = while (!linea.equals(".")) {System.out.println(linea); linea = } out.println("dele 1"); out.println("quit"); s.close(); } } 2

4. (0,5 puntos) En un mismo ordenador tecleamos en una ventana de terminal date sock -l :8888 y, seguidamente, tecleamos en otra ventana de terminal sock :8888. Qué resultado obtenemos en la segunda ventana? Por qué? En la segunda ventana obtenemos el resultado de ejecutar la orden date, se visualizará la fecha y la hora del sistema. Justificación: la primera orden lanza la ejecución de un servidor tcp que escucha en el puerto local 8888 ( sock -l :8888 ), además conecta el resultado de ejecutar la orden date con el flujo de salida asociado a este puerto. Cuando un cliente se conecte al puerto 8888 recibirá este flujo de salida y lo visualizará por pantalla. 5. (0,5 puntos) Realiza un esquema gráfico de la pila de protocolos TCP/IP. Indica brevemente la función de cada uno de los niveles. Describe las reglas del diálogo entre el cliente y el servidor. Proporciona servicio de comunicación extremo a extremo entre 2 procesos. HTTP, SMTP, ssh... UDP TCP Nivel de aplicación Nivel de transporte Proporciona transferencia de paquetes entre un computador origen y uno destino. ICMP IP Nivel de red Se encarga de conseguir una transmisión eficiente a través de un enlace directo. IEEE 802.3, IEEE 802.11 Nivel de enlace Regula las características de la transmisión de bits sobre un enlace de comunicación. IEEE 802.3, IEEE 802.11 Nivel físico 6. (0,5 puntos) Un host con una única dirección IP solicita a un servidor una resolución DNS (UDP) y una solicitud de echo (UDP). Cómo diferencia el servidor entre los datos correspondientes a ambas solicitudes? Cómo distingue el host cliente las respuestas de ambas? El servidor recibe las peticiones en diferentes puertos. El servicio de DNS, por defecto tiene asociado el puerto udp 53 como puerto de escucha del servidor, mientras que el servicio de echo tiene asociado el puerto udp 7. El host cliente no tiene ningún problema para distinguir entre ambas respuestas. Probablemente, habrán sido generadas por diferentes aplicaciones cliente, con lo que cada una de ellas habrá reservado un puerto udp distinto en el que recibirá los datos procedentes del servidor. Además, aunque hubiesen sido generadas por la misma aplicación cliente vienen de distintos puertos en el servidor con lo que también se tendría un valor para diferenciar los datos recibidos. 3

7. (1 punto) La siguiente gráfica muestra la evolución, en segmentos, del tamaño de la ventana de transmisión con respecto al tiempo (medido en RTTs). Segmentos 32 28 24 20 16 12 8 4 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 1 1 1 1 1 1 Tiempo (RTTs) a) Identifica los intervalos en los que actúa el mecanismo de arranque lento (slow-start). Desde RTT=0 hasta RTT=4 y desde RTT=11 hasta RTT=15 b) Identifica los intervalos en los que actúa el mecanismo de incremento aditivo (congestion avoidance). Desde RTT=4 hasta RTT=10 y desde RTT=15 hasta RTT=17 c) Cuál es el valor del umbral en el RTT 1? 32 d) Cuál es el valor del umbral en el RTT 13? 16 e) Durante qué RTT se envía el segmento 60? Durante el RTT 4 f) Qué ocurre en el RTT 10? Vence un temporizador, por lo que la ventana de congestion se iguala a 1 segmento g) Identifica durante qué intervalos los valores de la ventana de transmisión y de la ventana de congestión son diferentes. Desde el RTT 5 hasta el RTT 10 (ambos incluidos) los valores son diferentes. h) Suponiendo que durante el RTT 17 se detecta la pérdida de un segmento por la recepción de tres ACKs duplicados, cuáles serán los nuevos valores de la ventana de transmisión y del umbral? El umbral será 9 (la mitad de 18, que es el valor en el RTT 17). La ventana de transmisión también 4

valdrá 9. 8. (0,75 puntos) Suponiendo que las cachés ARP disponen de la información necesaria, indica las tramas que se generan en la transmisión de un datagrama IP desde B hasta A, a qué protocolo de nivel de enlace corresponden y las direcciones físicas que utilizan, especificando el papel que desempeñan (fuente, destino, emisor o receptor). Explica también cómo se averigua la dirección física destino y qué dispositivo/s lo necesita/n. PAcceso SW ether IEEE 802.3 IEEE 802.11 A B... 1) Trama IEEE 802.3. Sólo lleva 2 direcciones, dir. física fuente: B, direcc. física destino: A. Esta trama la transmite inicialmente B, va desde B al SW, y del SW al PAcceso que se encargará de generar la trama IEEE 802.11. 2) Trama IEEE 802.11. Lleva 4 direcciones, dir. física fuente: B, direcc. física destino: A, emisor: PAcceso, receptor: A. La dirección física destino se averiguará, en este caso, consultando la caché ARP, si la información no hubiese estado en la caché hubiese sido necesario enviar una consulta ARP. En el ejemplo que nos ocupa, el único que necesita averiguar esa dirección destino es el host B. 9. (0,5 puntos) Se desea acceder desde el ordenador A, portátil de un comercial que está de viaje, al servidor B que está en la red de su empresa, de forma segura a través de una VPN. Describe el encapsulamiento de datagramas que tendrá lugar, indicando las direcciones IP fuente y destino que se utilizaran en cada cabecera. Al encontrarse A fuera de una red corporativa el acceso deberá realizarse mediante un túnel cifrado hasta el servidor de túneles de la empresa. En este paso el datagrama original irá cifrado y se le añadirá una cabecera adicional con la dirección del servidor de túneles. Cuando este servidor reciba los datos cifrados, se encargará de eliminar la cabecera más externa, descifrarlos y enviarlos hasta el servidor B. 1) Datagrama que se encapsula: - Dir IP origen: IP de A. - Dir. IP destino: IP de B. 5

2) Cabecera adicional: - Dir. IP origen: IP de A. - Dir. IP destino: IP del servidor de túneles. 10.Tras ejecutar la orden route -n en un router se obtiene la siguiente información: Kernel IP routing table Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface 192.168.13.0 0.0.0.0 255.255.255.0 U 0 0 0 eth1 158.42.52.0 0.0.0.0 255.255.252.0 U 0 0 0 eth0 168.254.0.0 158.42.55.243 255.255.0.0 UG 0 0 0 eth0 127.0.0.0 0.0.0.0 255.0.0.0 U 0 0 0 lo 0.0.0.0 158.42.55.250 0.0.0.0 UG 0 0 0 eth0 a) (0,25 puntos) Cuántas tarjetas de red tiene conectadas el router? Dos, representadas en la tabla como las interfaces eth0 y eth1. b) (0,25 puntos) Realiza un esquema gráfico que muestre cómo están conectadas las redes y routers que aparecen en la tabla, así como sus direcciones IP. Para las direcciones de las redes utiliza formato CIDR compacto. NOTA: hay que asignar sólo las direcciones que pueden conocerse a partir de la tabla, no es necesario añadir información extra. 192.168.13.0/24 eth1 Router eth0 158.42.52.0/22 R1 158.42.55.25 0 R2 158.42.55.24 3 Internet 168.254.0.0/16 c) (0,25 puntos) Indica la dirección de difusión dirigida de las dos primeras redes destino que aparecen en la tabla. Para la red 192.168.13.0/24 es 192.168.13.255 Para la red 158.42.52.0/22 es 158.42.55.255 d) (0,25 puntos) Suponiendo que la dirección IP del DNS con el que se ha configurado el router es 158.42.56.35, cuando se genere una consulta DNS a quién corresponderá la dirección MAC destino de la cabecera de la trama de dicha consulta? 6

Como la dirección 158.42.56.35 no pertenece a ninguna de las redes indicadas específicamente en la tabla de encaminamiento habrá que utilizar la ruta por defecto para encaminar a ese destino. Por lo tanto, el Router enviará las tramas al router de salida hacia Internet R2, a la interfaz correspondiente a la dir IP 158.42.55.250. e) (0,5 puntos) Se desea dividir la red 168.254.0.0 en 8 subredes del mismo tamaño. Indica una posible asignación de direcciones de red, calcula el número máximo de conexiones en cada una de las subredes y la nueva máscara de red en el caso de que sea necesario modificarla. Si no resulta necesario indícalo. Para tener 8 subredes se necesita ampliar el identificador de red con 3 bits adicionales que nos permitan diferenciarlas (000... 111). Estos 3 bits serán los más significativos del tercer octeto, que tendrá los restantes bits a cero. La máscara será en todos los casos /19 y, teniendo en cuenta lo indicado en el párrafo anterior, las direcciones de cada una de las subredes son: 168.254.0.0, 168.254.32.0, 168.254.64.0, 168.254.96.0, 168.254.128.0, 168.254.192.0 y 168.254.224.0 Número máximo de conexiones en cada subred: como quedan 13 bits para el identificador de host en cada una de las subredes el número máximo de conexiones será 2 13 2 = 8.190. El valor 2 que restamos del total se debe a la dirección de red y a la de difusión dirigida que no pueden asignarse. 11. (0,75 puntos) Dada la siguiente figura: Red 1 Switch Router Red 2 Hub A B C D E Todos los adaptadores de red utilizados son Ethernet. Se supone que el router está correctamente configurado y que tras un periodo de funcionamiento, los conmutadores (switches) conocen la ubicación de todas las máquinas. Las caches ARP están vacías en todos los sistemas. Contesta las siguientes preguntas: a) Puede A transmitir un datagrama a B mientras C transmite otro a D? Por qué? Si, A, B y C están conectados al mismo switch, y dado que los switches transmiten únicamente por el canal que lleva hacia el destino de la trama (separan dominios de colisión), se puede establecer una comunicación entre A y B al tiempo que C transmite la trama destinada a D hacia el canal donde está conectado el router. b) A quiere enviar un datagrama a E. Indica las direcciones físicas fuente y destino de la trama que contiene el mensaje ARP de petición que A enviará, así como todas las direcciones contenidas en dicho mensaje de petición. Qué tarjetas de red recibirán una copia de la petición ARP? De ellas, cuáles pasarán los datos recibidos al nivel superior? Direcciones MAC de la trama que contiene la petición ARP que A envía: MAC Origen: MAC de A ---------------------- MAC destino: FF:FF:FF:FF:FF:FF (difusión) Direcciones IP que contiene el mensaje de petición ARP que A envía: IP de quién realiza la consulta: IP de A -------- IP de la que se solicita la dir. MAC: IP del router 7

Recibirán copia de la petición todos los dispositivos conectados a la red 1, estos son: B,C y el router, ya que la dirección destino de la trama es la dirección de difusión. 12. (0,25 puntos) Tras ejecutar el comando ping www.uji.es en el computador rdc01.redes.upv.es, se ejecuta el comando arp -a obteniéndose la siguiente información: rou-labdisca.net2.upv.es (158.42.181.250) at 00:09:97:59:6E:08 on eth0 Por qué no aparece una entrada asociada a www.uji.es? Porque no está en la misma red IP que rdc01.redes.upv.es con lo que las tramas hay que enviárselas al router de salida de la red. 13. (0,25 puntos) Para qué sirve el campo identificador de la cabecera de un datagrama IP? Para permitir que el receptor de un conjunto de datagramas fragmentados con el mismo destino pueda saber qué fragmentos corresponden a cada uno de los datagramas originales, ya que todos los fragmentos que proceden de un mismo datagrama original tienen el mismo identificador. 14. (1 punto) Un sistema de comunicaciones emplea una modulación con la constelación de estados que aparece en la figura. Dicho sistema transmite a través de una línea de comunicaciones de 1 MHz. Sabiendo que son necesarios dieciséis armónicos para que sea posible reconstruir la señal transmitida, y teniendo en cuenta que, en este caso, la frecuencia fundamental de la señal modulada es la mitad de la velocidad de modulación, calcula cuál será la máxima velocidad de transmisión que puede emplear el sistema. Si son necesarios 16 armónicos para reconstruir la señal, cuya frecuencia fundamental denominamos f, y el medio tiene un ancho de banda de 1 Mhz, ello significa que 16 x f 1 Mhz, luego la frecuencia de la señal será, como máximo, f = 1Mhz/16 = 62,5 Khz. Puesto que, como se indica en el enunciado, f= V mod /2, la velocidad de modulación máxima será V mod= f x 2 = 125 KBaud. Por otro lado, la constelación de estados indica que se dispone de cuatro amplitudes y ocho fases, dando lugar a 32 estados posibles. Ello permite codificar log 2 32 = 5 bits por estado (bpe). Ello implica que V trans = V mod x 5 = 125 Kbaud x 5 =625 Kbps. 8