Pauta Tarea 1 Redes de Computadores I 1-2011 3) Considere el caso de envío de voz desde el Host A a Host B por una red de paquetes conmutados (ejemplo, Telefonía en Internet). Host A convierte la voz análoga a una tasa de 8.000 muestras por segundo y cada muestra es digitalizada en 8 bits, generando así un flujo digital de 64 kbps en tiempo real. Tan pronto la señal es digitalizada, el Host A va agrupando los bits en paquetes de 48 bytes. Hay un enlace entre A y B; su tasa de transmisión es de 1 Mbps y tiene 2 ms de tiempo de propagación. El Host A envía un paquete tan pronto él agrupa 48 bytes. El Host B recibe el paquete entero y comienza su conversión a una señal análoga a la tasa de 8.000 muestras por segundos (8 bits por muestras). (40 Pts.) a) Cuánto tiempo transcurre desde que un bit es creado en el Host A hasta que éste es convertido a una señal análoga en Host B? (10 Pts.) Figura 1. El Host A genera paquetes de 48 bytes (384 bits) a una tasa de 64 Kbps, es por ello que como se observa en la figura 1, el primer bit antes de salir debe esperar que se genere un paquete completo, es por ello que el tiempo que demora en crear el paquete es de: Luego, el paquete es enviado desde A (se han separado ambos Host en dos líneas de tiempo para que se entienda que el muestreo de bits es continuo) hasta B. El tiempo que demora en propagarse es de:
Finalmente, el tiempo que demora en trasmitir el paquete a través del enlace de 1 Mbps es: [ ] Debido a que los tiempos de conversión han sido despreciados, y el paquete al llegar al Host B inmediatamente comienza a reproducir las muestras, el tiempo total termina al momento en que llega el paquete a B. b) Responda nuevamente la pregunta suponiendo ahora que el enlace entre A y B tiene un conmutador. Ambos enlaces son de 1 Mbps y de 1 ms de tiempo de propagación. Desprecie tiempos de procesamiento y de encolamiento en conmutador. (10 Pts.) Figura 2. De la misma forma que en la pregunta anterior, el tiempo que demora en la creación del paquete se mantiene,. Luego es enviado hacia el conmutador, pero ahora el tiempo de propagación es de 1 [ms] y se mantiene el de transmisión,. Debido a que la condición del conmutador es Store and Forward, primero debe esperar que llegue completo el paquete para poder reenviarlo, es por ello que al reenviarlo se debe añadir un nuevo tiempo de transmisión:
Y finalmente se añade el tiempo de propagación desde el conmutador hasta el Host B, que es de 1 [ms], por lo tanto el tiempo total ahora es de: c) Suponga ahora que el conmutador tiene una cola de largo variable, entre 0 y 96 bytes, al momento de la llegada de los paquetes de voz. Para absorber estas variaciones el receptor crea un buffer para acumular nuestras, así la reproducción puede ser continua. i) Determine cuántas muestras deben ser almacenas en este buffer para asegurar una reproducción continua e independiente del estado de la cola del conmutador (15 Pts.) ii) Calcule el retardo de reproducción para este caso. Desprecie tiempo de procesamiento (5 Pts.) i) Para el siguiente caso, el tiempo sólo se verá afectado por el retraso en la cola del conmutador y en la reproducción en el Host B, es por ello que el resto de los tiempos se mantiene igual. Se tomará en cuenta el peor de los casos, cuando el Host A envía un paquete y el tiempo en la cola del conmutador es máximo, o sea están usados los 96 bytes: En la siguiente gráfica se expresa como avanza en el tiempo el envío de paquetes para este caso: Figura 3.
El Host A continuamente genera paquetes (6 [ms] por cada uno), al enviar el primero, éste llega al conmutador el cual tiene la cola llena. Espera los 0,768 [ms] y luego es reenviado al Host B, al cual llega a los 9,536 [ms](tiempo total en b) sumado al tiempo que estuvo en cola) y comienza a ser reproducido inmediatamente. Luego a los 12 [ms] es enviado el segundo paquete desde A, el cual encuentra vacía la cola del conmutador, por lo que solo se demora 2,768 [ms] en llegar a B, o sea, a los 14,768 [ms]. Como se puede observar al momento en que llega el segundo paquete el primero aún se está reproduciendo, por lo cual el buffer debe tener un tamaño de un paquete completo más lo que necesita esperar el segundo paquete para que termine el primero de reproducirse, esto es: La cantidad de muestras que aún no se han reproducido y se encuentran en el buffer son: [ ] Por lo tanto el buffer en el Host B debe ser de al menos ii) Como se puede observar en la gráfica y en los cálculos anteriores, el retardo de reproducción es: 5) En las redes de paquetes conmutados actuales, los computadores fuentes segmentan los mensajes de aplicación muy largos en pequeños paquetes antes de ser enviados. El receptor luego reensambla los paquetes y rearma el mensaje original. Considere el envío de un archivo grande de F bits desde Host A a Host B. Hay dos enlaces y un conmutador (switch en Inglés) entre A y B. Considere los enlaces descongestionados (esto es, el retardo de las colas es despreciable). El Host A segmenta el archivo en segmentos de S bits cada uno y agrega 40 bits de encabezado a cada segmento, formando un paquete de L=40+S bits. Cada enlace tiene una tasa de transmisión de R bps. (40 Pts.) i) Encuentre el valor de S que minimiza el retardo de transferir el archivo desde el Host A al Host B. Desprecie el retardo de propagación. (20 Pts.) Si el archivo es de F [bits], existirán segmentos de (S + 40) [bits], es por ello que el tiempo de transmisión de un segmento es de [s]. En la siguiente figura se aprecia como son enviados los segmentos, y el tiempo total desde que sale del Host A hasta el Host B.
Figura 4. Se puede apreciar que el tiempo total de transferencia, será la suma del tiempo de transmisión de cada segmento más el último reenvío del conmutador, ya que se han despreciado los retardos debidos al encolamiento y a la propagación. ( ) Para minimizar el retardo de transferencia, la expresión anterior se debe derivar e igual a 0, obteniendo así: ii) Suponga ahora un retardo en la cola fijo Cómo cambia su respuesta en i)?. (10 Pts.) Ahora a la expresión anterior se le debe agregar el retardo en la cola: ( ) Pero como el retardo es fijo y no depende de S, al derivar esta constante el resultado se mantiene:
iii) Repita i) considerando despreciable y fijo en cada enlace. (10 Pts.) Al igual que en ii), se le añade al retardo de propagación ( ) Y como este valor es fijo e independiente de S, el resultado encontrado en i) se mantendrá Por lo tanto, estas variables no influyen en el problema. 9) Visite la página: http://profesores.elo.utfsm.cl/~agv/elo322/1s10/project/signup/ingresotema.html Qué contenido lleva la línea método, encabezados y data del requerimiento generado luego que usted presiona enviar? Explique el procedimiento por usted seguido para obtener esta información. (20 Pts.) Método (5 Pts.) Encabezados (5 Pts.) Data (5 Pts.)
Explicación (5 Pts.) Debido a que existen diversas maneras de poder rescatar estos datos y mostrarlos (dependiendo de cómo se conecte y a través de qué, es como les aparecen los datos), solo les bastaba explicar en forma concisa como lo lograron.