PLH22 GE5 Leimonis Anastasios

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Θ.Ε. ΠΛΗ22 – Περίοδος 2014-2015ΓΡΑΠΤΗ ΕΡΓΑΣΙΑ #5

Η 5η Εργασία αποτελείται από επτά θέματα, τα οποία: α) ολοκληρώνουν την ύλη του Τόμου Γ 'Δίκτυα Υπολογιστών Ι' της ΘΕ, β) συζητούν θέματα δικτύων IP σχετικά με δρομολόγηση (routing), διευθυνσιοδότηση (addressing) και τεμαχισμό (fragmentation) πακέτων, και γ) επαναλαμβάνουν τα βασικά στοιχεία της ύλης των ψηφιακών επικοινωνιών.

ΘΕΜΑ 1

Στόχος της άσκησης είναι η εξοικείωση με την διαδικασία backoff και γενικότερα με την λειτουργία των ασύρματων δικτύων.

Σχετικές ασκήσεις: Δεν υπάρχουν.

Σε ένα δίκτυο 802.11 DCF, 3 τερματικά (Α, Β, Γ) προσπαθούν να μεταδώσουν από ένα πακέτο. Όταν το κανάλι γίνει διαθέσιμο, με τη διαδικασία backoff, το τερματικό Α διαλέγει παράθυρο (CW) 3, το τερματικό Β διαλέγει παράθυρο (CW) 15, και το τερματικό Γ διαλέγει παράθυρο (CW) 10. Να υπολογίσετε τις χρονικές στιγμές που θα ολοκληρωθεί η μετάδοση των τριών πακέτων των τερματικών, και τις χρονικές στιγμές που θα ολοκληρωθεί η λήψη των αντίστοιχων επαληθεύσεων. Δίδονται: Slottime = 9μs, SIFS = 16μs, DIFS=34μs. Η μετάδοση του κάθε πακέτου, μαζί με τις επικεφαλίδες και το preamble καταλαμβάνει 1300μs στο κανάλι, ενώ αντίστοιχα οι επαληθεύσεις, μαζί με τα headers και το preamble καταλαμβάνουν από 200μs. Δεν χρησιμοποιείται ο μηχανισμός RTS/CTS. Θεωρείστε επίσης ότι σε περίπτωση σύγκρουσης οι σταθμοί αρχικά περιμένουν για χρονικό διάστημα ίσο με DIFS πριν ξεκινήσουν τη διαδικασία οπισθοχώρησης. Επίσης θεωρείστε ότι όταν ο μετρητής ενός σταθμού μηδενιστεί ο σταθμός ξεκινά τη μετάδοση αμέσως.

Τρόπος Λειτουργίας DCF :

Όταν κάποιος σταθμός επιθυμεί να μεταδώσει ένα πλαίσιο, πρέπει αρχικά να ανιχνεύσει το μέσο. Αν το μέσο βρεθεί ανενεργό ο σταθμός περιμένει ένα χρονικό διάστημα που εξαρτάται από το είδος του πλαισίου που θέλει να μεταδώσει (IFS) και ανιχνεύει ξανά το μέσο. Ειδικότερα διακρίνουμε τα ακόλουθα χρονικά διαστήματα:

Για μετάδοση πλαισίων δεδομένων το χρονικό διάστημα είναι ίσο με DIFS. Για μετάδοση πλαισίων θετικής επιβεβαίωσης (ACK) το χρονικό διάστημα είναι ίσο με

SIFS.

Αν ο σταθμός αισθανθεί το μέσο απασχολημένο, περιμένει μέχρι αυτό να γίνει ελεύθερο για ένα χρονικό διάστημα ίσο με DIFS και στη συνέχεια παράγει ένα επιπρόσθετο διάστημα οπισθοχώρησης (backoff) πριν μεταδώσει, και ενεργοποιεί ταυτόχρονα έναν μετρητή (backoff counter). Το χρονικό διάστημα οπισθοχώρησης ορίζεται ως Backoff time=[0,CW]*Tslot, όπου CW ένας ακέραιος αριθμός με εύρος τιμών μεταξύ των Wmin και Wmax. Στην πρώτη προσπάθεια μετάδοσης, ισχύει W=Wmin=31. Ύστερα από κάθε αποτυχημένη προσπάθεια μετάδοσης, η τιμή του W διπλασιάζεται. Επιπλέον, για την περίπτωση που στο φυσικό επίπεδο εφαρμόζεται το πρωτόκολλο DSSS, η μέγιστη τιμή που μπορεί να λάβει το W είναι Wmax=1023. Όταν η τιμή του CW φθάσει την τιμή Wmax

παραμένει σε αυτή ακόμη και για επιπλέον αποτυχημένες προσπάθειες μετάδοσης. Ένα πακέτο απορρίπτεται αν δεν μπορεί να μεταδοθεί επιτυχώς μετά από έναν συγκεκριμένο


αριθμό προσπαθειών.

Αν το κανάλι είναι ελεύθερο σε ένα timeslot, ο μετρητής μειώνεται κατά ένα και ο σταθμός μπορεί να μεταδώσει όταν ο μετρητής μηδενιστεί. Αν το κανάλι είναι κατειλημμένο τότε ο μετρητής παγώνει. Ο σταθμός μπορεί να συνεχίσει να μειώνει ξανά το μετρητή μόνο αν το κανάλι γίνει ελεύθερο για χρόνο DIFS.

Περιγραφή DCF μηχανισμού στην περίπτωση που δεν υπάρχουν συγκρούσεις, μεταξύ των κόμβων

Απάντηση

Το πακέτο Α θα μεταδοθεί τη στιγμή:34+3⋅9+1300=1361μs

Η λήψη της επιβεβαίωσης του πακέτου του Α γίνεται την στιγμή: 1361+16+200=1577μs

Το πακέτο Γ θα μεταδοθεί τη στιγμή:1577+7⋅9+1300=2940μs

Η λήψη της επιβεβαίωσης του πακέτου του Γ γίνεται την στιγμή: 2940+16+200=3156μs

Το πακέτο Β θα μεταδοθεί τη στιγμή:3156+5⋅9+1300=4501μs

Η λήψη της επιβεβαίωσης του πακέτου του Β γίνεται την στιγμή: 4501+16+200=4717μs

Η επικοινωνία θα ολοκληρωθεί την στιγμή 4717μs.

Στο παρακάτω σχήμα απεικονίζεται το πως θα μεταδοθούν τα πακέτα.

ΘΕΜΑ 2

Στόχος της άσκησης είναι η εξοικείωση με τις έννοιες δικτύωσης και διευθυνσιοδότησης.


Σχετικές ασκήσεις: ΓΕ4/1314/Θ1, ΓΕ4/1314/Θ3, ΓΕ4/1314/Θ4.

A. Απαντήστε με Σωστό/Λάθος στις παρακάτω ερωτήσεις αιτιολογώντας την απάντησή σας:1. Όταν ένας επαναλήπτης έχει δεδομένα προς μετάδοση, περιμένει μέχρι το κανάλι να είναι κενό.2. Όταν μια γέφυρα στέλνει ένα πακέτο προς τον τελικό του προορισμό, πρέπει να βάλει στο πακέτο σαν MAC διεύθυνση προορισμού την MAC διεύθυνση του επόμενου κόμβου.3. Υποθέστε ότι ο Η/Υ A στέλνει IP πακέτο στον Η/Υ B μέσω της γέφυρας Ζ, και ότι και οι τρεις συσκευές βρίσκονται στο ίδιο απλά γεφυρωμένο δίκτυο. Η MAC διεύθυνση προορισμού στο πακέτο που στέλνεται από τον Α θα είναι η MAC διεύθυνση προορισμού του Ζ.4. Σε ένα δίκτυο με γέφυρες και τοπικά δίκτυα, όπου υπάρχουν εναλλακτικές διαδρομές, δεν μπορούμε να εγγυηθούμε ότι τα πακέτα θα προωθούνται σε σειρά.5. Οι γέφυρες δεν χρησιμοποιούν την IP διεύθυνση για να αποφασίσουν πού θα στείλουν ένα πακέτο.6. Αν ο Η/Υ Α στο ΕΑΠ θέλει να στείλει ένα IP πακέτο σε Η/Υ Β στο Πανεπιστήμιο Αιγαίου και ο ARP πίνακας είναι άδειος, τότε ο A στέλνει ARP request για να προσδιορίσει την IP διεύθυνση του συνοριακού δρομολογητή.7. Όταν ένα δρομολογητής που συνδέει δύο Ethernet τομείς προωθεί ένα IP πακέτο από τον ένα τομέα στον άλλο, δεν αλλάζει την IP διεύθυνση προορισμού.8. Σε ιδιωτικό δίκτυο με πολλούς δρομολογητές, η σειρά στην προώθηση πακέτων είναι εγγυημένη με την χρήση του πεδίου TTL.9. Όταν ένας δρομολογητής μεταξύ δύο τοπικών δικτύων προωθεί ένα πακέτο από το ένα τοπικό δίκτυο στο άλλο, δεν μεταβάλλει την MAC διεύθυνση προορισμού.10. Είναι δυνατόν πακέτα να οδηγηθούν να κυκλοφορούν αέναα στο δίκτυο αν υπάρχουν σφάλματα σε πίνακες προώθησης δρομολογητών.

Β. Ένας δρομολογητής έχει καταχωρημένο τον ακόλουθο πίνακα δρομολόγησης:

Subnet number Next hop

138.101.114.192/26 R1

138.101.14.128/25 R2

138.102.0.9/16 Interface 0

197.96.120.10/24 Interface1

Δικαιολογώντας την απάντησή σας, να βρείτε την επόμενη διεύθυνση προώθησης (next hop) δεδομένου ότι ο δρομολογητής λαμβάνει τα κάτωθι ΙΡ πακέτα:

a) 138.101.114.250 (Subnet Mask 255.255.255.192)b) 138.101.14.191(Subnet Mask 255.255.255.128)c) 197.96.120.5 (Subnet Mask 255.255.255.10)

Ενδεικτική Μεθοδολογία: Εφαρμογή των βασικών εννοιών προσδιορισμού IP δ/σεών. Δείτε τις σχετικές διαφάνειες της 5ης ΟΣΣ.


Απάντηση

A. Λάθος. Ένας επαναλήπτης όταν έχει δεδομένα προς μετάδοση, δεν περιμένει μέχρι το κανάλι να είναι κενό και στέλνει κατευθείαν τα πακέτα που έχει.2.Σωστό. Η MAC διεύθυνση προορισμού είναι πάντα η MAC διεύθυνση του επόμενου κόμβο.

3. Σωστό. Η MAC διεύθυνση προορισμού θα είναι αυτή του Ζ εφόσον βρίσκονται στο ίδιο απλά γεφυρωμένο δίκτυο.

4. Σωστό. Ανάλογα με το πρωτόκολλο που χρησιμοποιείται, ενδέχεται να πακέτα να ακολουθούν διαφορετικές διαδρομές και, συνεπώς, να φτάνουν στον προορισμό εκτός σειράς. Είναι δουλειά του προορισμού να τα βάλει σε σωστή σειρά.

5. Σωστό. Οι γέφυρες λειτουργούν στο επίπεδο 2, άρα καταλαβαίνουν τις MAC διευθύνσεις, όχι τις IP διευθύνσεις, που λειτουργούν στο επίπεδο 3.

6. Λάθος. Με το ARP πρωτόκολλο ο υπολογιστής Α θα λάβει τη MAC διεύθυνση κι όχι ι την IP διεύθυνση του Β .

7. Σωστό. Η ΙP διεύθυνση προορισμού πάνω σε ένα πακέτο δεν αλλάζει Όταν ένα δρομολογητής που συνδέει δύο Ethernet τομείς προωθεί ένα IP πακέτο από τον ένα τομέα στον άλλο.

8.Λάθος. Το TTL είναι ο χρόνος ζωής ενός πακέτου και όχι η σειρά προώθησης πακέτων.

9. Λάθος. Η MAC διεύθυνση προορισμού είναι η MAC διεύθυνση του επόμενου κόμβου οπότε θα αλλάζει καθώς το πλαίσιο περνά από το ένα τοπικό δίκτυο στο άλλο.

10. Λάθος. Τα πακέτα έχουν χρόνο ζωής στο δίκτυο ακριβώς για να μη συμβαίνει αυτό: TTL (time-to-live).

Γ)α. θα κάνω το λογικό AND μεταξύ της IP 138.101.114.250 και της Subnet Mask 255.255.255.192138.101.114.250 1 0 0 0 1 0 1 0 . 0 1 1 0 0 1 0 1 . 0 1 1 1 0 0 1 0 . 1 1 1 1 1 0 1 0255.255.255.192 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 0 0 0 0 0 0138.101.114.192 1 0 0 0 1 0 1 0 . 0 1 1 0 0 1 0 1 . 0 1 1 1 0 0 1 0 . 1 1 0 0 0 0 0 0Προκύπτει 138.101.114.192/26 άρα ο επόμενος κόμβος next hop είναι το R1.

Β. θα κάνω το λογικό AND μεταξύ της IP 138.101.14.191 και της Subnet Mask 255.255.255.128138.101.14.191 1 0 0 0 1 0 1 0 . 0 1 1 0 0 1 0 1 . 0 0 0 0 1 1 1 0 . 1 0 1 1 1 1 1 1255.255.255.128 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 0 0 0 0 0 0 0138.101.114.128 1 0 0 0 1 0 1 0 . 0 1 1 0 0 1 0 1 . 0 0 0 0 1 1 1 0 . 1 0 0 0 0 0 0 0Προκύπτει 138.101.14.128/25 άρα ο επόμενος κόμβος next hop είναι το R2.Γ. θα κάνω το λογικό AND μεταξύ της IP 197.96.120.5 και της Subnet Mask 255.255.255.10197.96.120.5 1 1 0 0 0 1 0 1 . 0 1 1 0 0 0 0 0 . 0 1 1 1 1 0 0 0 . 0 0 0 0 0 1 0 1255.255.255.10 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 1 1 1 1 1 . 0 0 0 0 1 0 1 0197.96.120.0 1 1 0 0 0 1 0 1 . 0 1 1 0 0 0 0 0 . 0 1 1 1 1 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 0 0Προκύπτει 197.96.120.0/24 άρα ο επόμενος κόμβος next hop είναι το interface 1.


ΘΕΜΑ 3

Στόχος της άσκησης είναι η εξοικείωση με τις μήτρες δρομολόγησης γεφυρών.

Σχετικές ασκήσεις: ΓΕ4/1314/Θ7.

Θεωρήστε μια εταιρεία που διαθέτει έξι (6) τοπικά δίκτυα υπολογιστών συνδεδεμένα με γέφυρες όπως στο παρακάτω σχήμα:

Δώστε την κεντρική μήτρα δρομολόγησης και τους πίνακες δρομολόγησης των γεφυρών 103 και 104 του παραπάνω σχήματος. Σε περίπτωση διαδρομών με το ίδιο κόστος αλμάτων, προτιμήστε την διαδρομή της νέας (ταχύτερης και με λιγότερη κίνηση) γέφυρας 105.

Ενδεικτική Μεθοδολογία: Δείτε τα υποδείγματα μητρών που δίνονται στο Θέμα 7 της ΓΕ4 της προηγούμενης χρονιάς, ήτοι 2013-2014.

Απάντηση

O πίνακας με την κεντρική μήτρα δρομολόγησης είναι με βάση την πρώτη γέφυρα προς κάθε άλμα και την ταχύτερη και με λιγότερη κίνηση γέφυρα 105:

Α Β Γ Δ Ε Ζ

Α - 101 102 101 102 101

Β 101 - 101 103 103 103


Γ 102 102 - 104 104 104

Δ 103 103 105 - 105 105

Ε 104 106 104 106 - 106

Ζ 105 105 106 105 106 -

Οι πίνακες δρομολόγησης των γεφυρών 103 και 104 του παραπάνω σχήματος είναι:

Γέφυρα 103

Δίκτυο Β Δίκτυο Δ

Δέκτης Επόμενο Δέκτης Επόμενο

Α - Α Β

Γ - Β Β

Δ Δ Γ -

Ε Δ Ε -

Ζ Δ Ζ -

Γέφυρα 104

Δίκτυο Γ Δίκτυο Ε

Δέκτης Επόμενο Δέκτης Επόμενο

Α - Α Γ

Β - Β -

Δ Ε Γ Γ

Ε Ε Ε -

Ζ Ε Ζ -

ΘΕΜΑ 4

Στόχος της άσκησης είναι η εξοικείωση με τις έννοιες δικτύωσης και δυεθυνσιοδότησης.

Σχετικές ασκήσεις: ΓΕ4/1314/Θ1, ΓΕ4/1314/Θ3, ΓΕ4/1314/Θ4. Επιπρόσθετα, δείτε τις ενδεικτικές λυμένες ασκήσεις του αφορούν τις ενότητες IP Forwarding, Addressing και ARP.

Σε μια εταιρεία έχουν εκχωρηθεί για τις ανάγκες της το υποδίκτυο πραγματικών IP διευθύνσεων 195.251.123.128/25 (δηλαδή οι IP διευθύνσεις από 195.251.123.128 έως και


195.251.123.255). Η εταιρεία διαθέτει έναν δρομολογητή (router) συνδεδεμένο στο Internet με point-to-point ζεύξη, στα άκρα της οποίας έχουν δοθεί ΙΡ διευθύνσεις από το σύνολο διευθύνσεων του ISP provider. Η εταιρεία διαθέτει δύο τοπικά δίκτυα τεχνολογίας Ethernet, το Α με 13 σταθμούς εργασίας και το Β με 4 σταθμούς εργασίας. Ο δρομολογητής διαθέτει ξεχωριστό interface για την σύνδεσή του σε κάθε τοπικό δίκτυο παρέχοντας έτσι πρόσβαση στο Internet στους σταθμούς του εκάστοτε τοπικού δικτύου.

Α. Χρησιμοποιώντας υποδικτύωση μεταβλητού μεγέθους (όπου δηλαδή τα μεγέθη των υποδικτύων δεν είναι απαραίτητα ίσα μεταξύ τους) και κάνοντας την μέγιστη δυνατή αξιοποίηση των IP διευθύνσεων που διατίθενται, δώστε σε πίνακα τις ΙΡ παραμέτρους που πρέπει να εισάγετε στους σταθμούς εργασίας για την σύνδεσή τους στο Internet, δηλαδή την IP διεύθυνση, τη μάσκα υποδικτύου και την προεπιλεγμένη πύλη.

Β. Δώστε τη νέα μορφή του ανωτέρω πίνακα IP αν η εταιρεία προσθέσει ένα νέο δίκτυο Γ με 10 σταθμούς εργασίας (είναι επιθυμητό να έχουμε τις λιγότερες δυνατές αλλαγές παραμέτρων στους υπάρχοντες σταθμούς και τη μέγιστη δυνατή αξιοποίηση των IP διευθύνσεων που απομένουν).

Ενδεικτική Μεθοδολογία: Εφαρμογή των βασικών εννοιών προσδιορισμού IP δ/σεών. Δείτε τις σχετικές διαφάνειες της 5ης ΟΣΣ.

Απάντηση

Α. Για το δίκτυο Α που έχει 13 σταθμούς εργασίας θέλουμε 16 ip addresses:13 για τους σταθμούς εργασίας +3 ακόμα για τον δρομολογητή,για network ip και για broadcast ip. Άρα θέλουμε 4 bits στο τμήμα host, επειδή 24=16Για το δίκτυο Β θέλουμε 7 ip addresses: 4 για τους σταθμούς εργασίας +3 ακόμα για τον δρομολογητή ,για network ip και για broadcast ip.Άρα θέλουμε 3 bits στο τμήμα host:23=8

Υποδίκτυα

Τμήμα NETWORK Τμήμα HOST1η οκτάδα 2η οκτάδα 3η οκτάδα 4η οκτάδα

128 64 32 16 8 4 2 1195. 251. 123. Χ Χ Χ Χ Χ Χ Χ Χ

1 0 0 0 0 0 0 0 195.251.123.128/28 Υποδίκτυο Α195.251.123.143/28 ip broadcast

1 1 1 1

0 0 1 0 0 0 0 195.251.123.144/29(Υποδίκτυο Β195. 251.123.151/29 ip broadcast

1 1 1

1 0 0 0 195.251.123.152/29 Υποδίκτυο που δε χρησιμοποιείται

1 1 1


0 1 0 0 0 0 0 Υποδίκτυα που δε χρησιμοποιούνται1 1 1 1

0 1 11 0 01 0 11 1 01 1 10 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1

Β. Για το δίκτυο Γ θέλουμε 13 ip addresses: 10 για τους σταθμούς εργασίας+3 ακόμα για τον δρομολογητή,για network ip και για broadcast ip. Άρα εδώ χρειαζόμαστε 4 bits στο τμήμα host, επειδή 24=16Για να μην κάνουμε πολλές αλλαγές απλά τοποθετούμε το επιπλέον δίκτυο στις θέσεις 195.251.123.160/28

Υποδίκτυα

Τμήμα NETWORK Τμήμα HOST1η οκτάδα 2η οκτάδα 3η οκτάδα 4η οκτάδα

128 64 32 16 8 4 2 1195. 251. 123. Χ Χ Χ Χ Χ Χ Χ Χ

1 0 0 0 0 0 0 0 195.251.123.128/28 Υποδίκτυο Α195.251.123.143/28 ip broadcast

1 1 1 1

0 0 1 0 0 0 0 195.251.123.144/29(Υποδίκτυο Β195. 251.123.151/29 ip broadcast

1 1 1

1 0 0 0 195.251.123.152/29 Υποδίκτυο που δε χρησιμοποιείται

1 1 1


0 1 0 0 0 0 0 195.251.123.160/28 Υποδίκτυο Γ195.251.123.175/28 ip broadcast

1 1 1 1

0 1 1 Υποδίκτυα που δε χρησιμοποιούνται

1 0 01 0 11 1 01 1 10 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1

ΘΕΜΑ 5

Στόχος της άσκησης είναι η εξοικείωση με τις έννοιες των πεδίων subnet και host της IP διεύθυνσης καθώς και με τις έννοιες της μάσκας και του subnetting. Στόχος επίσης είναι η εξοικείωση με το πρωτόκολλο ΑRP και με τον τρόπο που γίνεται η δρομολόγηση και η κατασκευή των πινάκων δρομολόγησης.

Σχετικές ασκήσεις: ΓΕ4/1314/Θ1, ΓΕ4/1314/Θ3, ΓΕ4/1314/Θ4

Α. Για μια δεδομένη IP address 172.16.10.22 και μάσκα 255.255.255.240, απαντήστε τα ακόλουθα:

α. Ποια είναι η subnet IP address?

β. Ποια είναι η broadcast IP address?

γ. Ποιες είναι οι δυνατές τιμές για τις host IP addresses?

Β. Για την τοπολογία του παρακάτω δικτύου:


α. Όταν ο σταθμός Α θέλει να στείλει δεδομένα στον σταθμό Β, τι χρειάζεται να ξέρει ο Α προκειμένου να τα στείλει?

β. Αν ο Α ξέρει μόνο την IP address του Β, τι πρέπει να κάνει?

γ. Όταν ο Α θέλει να στείλει στον C και ξέρει μόνο την IP address του C, τι πρόβλημα υπάρχει και πώς λύνεται?

Γ. Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται ο πίνακας δρομολόγησης ενός router R.

α. Σχεδιάστε ένα διάγραμμα του δικτύου στον οποίο ανήκει ο router R

β. Βρείτε τις broadcast διευθύνσεις προς το eth0 interface και προς το eth1 interface.

Ενδεικτική Μεθοδολογία:. Η Α είναι απλή (διαβάστε της έννοιες του subnet πεδίου και του host πεδίου και την έννοια της broadcast address). Για τη Β, διαβάστε τη λειτουργία του ΑRP πρωτόκολλου. Ειδικά το ΑRP resolution θα πρέπει να γίνει για το κάθε LAN ξεχωριστά. Για το Γ, δείτε τι συνδέεται στο eth0 interface και τι στο eth1 interface.

Απάντηση

α. Για να βρούμε τη subnet IP address,δηλαδή το δίκτυο στο οποίο ανήκει η δεδομένη IP address θα κάνω λογικό AND μεταξύ της IP address 172.16.10.22 και της μάσκας 255.255.255.240


172.16.10.22 1 0 1 0 1 1 0 0 . 0 0 0 1 0 0 0 0 . 0 0 0 0 1 0 1 0 . 0 0 0 1 0 1 1 0

255.255.255.240 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 1 0 0 0 0

172.16.10.16 1 0 1 0 1 1 0 0 . 0 0 0 1 0 0 0 0 . 0 0 0 0 1 0 1 0 . 0 0 0 1 0 0 0 0

Η network ip address είναι η: 172.16.10.16/28

β. Η broadcast IP address θα έχει όλο άσσους στο host τμήμα1 0 1 0 1 1 0 0 . 0 0 0 1 0 0 0 0 . 0 0 0 0 1 0 1 0 . 0 0 0 1 1 1 1 1δηλαδή είναι η: 172.16.10.31/28.γ) Οι τιμές για host ip addresses είνα 16-2=14:172.16.10.17/28 ως και 172.16.10.30/28.

Β) α) Ο Α πρέπει να γνωρίζει την IP address και την MAC address του Β.Η IP είναι γνωστή, άρα θα πρέπει να ζητήσει να λάβει τη MAC address του Β.β) Ο Α θα πρέπει να ζητήσει τη MAC address του Β και γι΄ αυτό θα στείλει ένα ARP request σε όλο το δίκτυο. ο Α βάζει ως mac παραλήπτη την broadcast mac address (mac address εκπομπής) FF:FF:FF:FF:FF:FF.γ) Ο Α θα στείλει ένα ARP request πλαίσιο για να λάβει την MAC address του C. Το πλαίσιο αυτό θα πάει μόνο στο δίκτυο Α και έτσι ο C δεν θα το λάβει. Ο C δε βλέπει το δικό του IP address ως παραλήπτη και δεν καταλαβαίνει ότι το πλαίσιο ARP request απευθύνεται σε αυτόν..Άρα κανένας δεν θα απαντήσει στον Α. Ο Α θα αναγκαστεί να βάλει ως IP address προορισμού την IP address του C, αλλά ως MAC address προορισμού την ΜΑC address της αριστερής θύρας του δρομολογητή R.


Γ)Α.To διάγραμμα του δικτύου είναι:

Β. Το δίκτυο του interface eth1 είναι το 192.168.10.0/24. Η broadcast ip address θα είναι η 192.168.10.255/24.Το δίκτυο του interface eth0 είναι το 192.168.18.0/23. Δηλαδή:192 . 168 . 0 0 0 1 0 0 1 0 . 0 0 0 0 0 0 0 0Με κόκκινο είναι το τμήμα network, ενώ με μαύρο το τμήμα host.Η broadcast ip address για το δίκτυο αυτό έχει όλο άσσους στο τμήμα host192 . 168 . 0 0 0 1 0 0 1 1 . 1 1 1 1 1 1 1 1 Και άρα είναι 192.168.19.255/23.

ΘΕΜΑ 6

Στόχος της άσκησης να γίνει κατανοητός ο μηχανισμός του τεμαχισμού.

Σχετικές ασκήσεις: ΓΕ4/1314/Θ3

Δίνεται το δίκτυο του παρακάτω σχήματος όπου ένας δρομολογητής είναι συνδεδεμένος με 5 υποδίκτυα. Να θεωρήσετε ότι όλες οι ζεύξεις είναι τεχνολογίας Ethernet (Ethernet MTU=1492 bytes). Να θεωρήσετε το μέγεθος της ΙΡ Επικεφαλίδας=20 bytes.


Ένα ΙΡ datagram καταφθάνει στον δρομολογητή από το subnet 56.251.1.0. O ακόλουθος πίνακας δίνει τα πεδία της επικεφαλίδας του ΙΡ πακέτου.

Πεδίο Τιμή

Header Length 20

Total Length 2000

ID 1

TTL 5

Source IP Address 192.16.42.2

Destination IP Address 178.24.1.56

Δίνεται ο πίνακας δρομολόγησης του router.

Destination Subnet Mask Next Hop

178.24.1.x 255.255.255.0 145.16.1.2

145.16.1.x 255.255.255.0 145.16.1.1

56.251.1.x 255.255.255.0 56.251.1.1

123.4.54.x 255.255.255.0 123.4.54.2

128.239.65.0 255.255.255.192 128.239.65.5

128.239.65.128 255.255.255.192 128.239.65.140

Default - 56.252.1.2


Να απαντήσετε στα παρακάτω ερωτήματα

i) Ποιο είναι το next hop στο οποίο θα προωθηθεί (forwarded) το ΙΡ datagramii) Πόσα datagrams στέλνονται στο link με βάση το προηγούμενο ερώτημα. Σε περίπτωση

fragmentation να καταγραφούν τα βασικά πεδία των fragmented πακέτων (ID, TTL, Total Length, More Fragment, Source IP Address, Destination IP Address)

iii) Εάν ένα IP datagram καταφθάνει στο router με IP διεύθυνση προορισμού την 128.239.65.70, ποιο είναι το next hop

iv) Εάν ένα IP datagram καταφθάνει στο router με IP διεύθυνση προορισμού την 128.239.65.200, ποιο είναι το next hop

Να θεωρήσετε ότι το Ethernet MTU=1472 bytes

Απάντηση

i)Το next hop στο οποίο θα προωθηθεί (forwarded) το ΙΡ datagram είναι το 145.16.1.2.H Destination IP Address είναι η 172.24.1.56 και η εγγραφή που ταιριάζει είναι η πρώτη, δηλαδή η 172.24.1.Χ με subnet mask 255.255.255.0.

ii)Εφόσον το μέγεθος του πακέτου είναι 2000 bytes,προφανώς δε χωράει σε ένα πακέτο και χρειάζεται fragmentation:

Πακέτο 1

Επικεφαλίδα ΙΡ πακέτου = 20 bytes => Payload = 1492 – 20 = 1472 => 1472/8 = 184. Άρα το Payload πρέπει να έχει μήκος 1472 bytes. Συνολικό μήκος πρώτου πακέτου = 20 + 1472 =1492 bytes.

Πακέτο 2

Επικεφαλίδα ΙΡ Πακέτου = 20 bytes => Payload = Αρχικό Payload – Payload 1ου πακέτου =

1980 – 1492 = 508. Συνολικό μήκος δεύτερου πακέτου = 20 + 508 = 528 bytes.

Το datagram γίνεται ως εξής:

Πεδίο Τιμή

Πακέτο 1 Πακέτο 2

Header Length 20 20

Total Length 1492 528

ID 1.0 1.1

TTL 4 4

More fragment 1 0

Offset 0 184

Source IP Address 192.16.42.2 192.16.42.2


Destination IP Address

178.24.1.56 178.24.1.56

iii) Για να βρω ποιο είναι το next hop όταν το IP datagram καταφθάνει στο router με IP διεύθυνση προορισμού την 128.239.65.70 θα δω τον πίνακα δρομολόγησης. Παρατηρώ ότι

οι δύο τελευταίες εγγραφές είναι πιθανές οπότε θα κάνω το λογικό AND με τη μάσκα υποδικτύου αυτών των εγγραφών.

128.239.65.70 1 0 0 0 0 0 0 0 . 1 1 1 0 1 1 1 1 . 0 1 0 0 0 0 0 1 . 0 1 0 0 0 1 1 0

255.255.255.192 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 0 0 0 0 0 0

128.239.65.64/26 1 0 0 0 0 0 0 0 . 1 1 1 0 1 1 1 1 . 0 1 0 0 0 0 0 1 . 0 1 0 0 0 0 0 0

Το αποτέλεσμα είναι 128.239.65.64/26 και δεν ταιριάζει με την 5η εγγραφή.Προχωρώ στην 6η.

128.239.65.70 1 0 0 0 0 0 0 0 . 1 1 1 0 1 1 1 1 . 0 1 0 0 0 0 0 1 . 0 1 0 0 0 1 1 0

255.255.255.192 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 0 0 0 0 0 0

128.239.65.64/26 1 0 0 0 0 0 0 0 . 1 1 1 0 1 1 1 1 . 0 1 0 0 0 0 0 1 . 0 1 0 0 0 0 0 0

Το αποτέλεσμα είναι το ίδιο, άρα δεν ταιριάζει ούτε η 6η.Τελικά το πακέτο δρομολογείται προς τον default κόμβο 56.252.1.2

iv) Για να βρω ποιο είναι το next hop όταν το IP datagram καταφθάνει στο router με IP διεύθυνση προορισμού την 128.239.65.65 θα δω τον πίνακα δρομολόγησης. Παρατηρώ ότι

οι δύο τελευταίες εγγραφές είναι πιθανές οπότε θα κάνω το λογικό AND με τη μάσκα υποδικτύου αυτών των εγγραφών.

128.239.65.200 1 0 0 0 0 0 0 0 . 1 1 1 0 1 1 1 1 . 0 1 0 0 0 0 0 1 . 1 1 0 0 1 0 0 0

255.255.255.192 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 0 0 0 0 0 0

128.239.65.192/26

1 0 0 0 0 0 0 0 . 1 1 1 0 1 1 1 1 . 0 1 0 0 0 0 0 1 . 1 1 0 0 0 0 0 0

Το αποτέλεσμα είναι 128.239.65.192/26 και δεν ταιριάζει με την 5η εγγραφή.

Προχωρώ στην 6η.

128.239.65.200 1 0 0 0 0 0 0 0 . 1 1 1 0 1 1 1 1 . 0 1 0 0 0 0 0 1 . 1 1 0 0 1 0 0 0

255.255.255.192 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 0 0 0 0 0 0

128.239.65.192/2 1 0 0 0 0 0 0 0 . 1 1 1 0 1 1 1 1 . 0 1 0 0 0 0 0 1 . 1 1 0 0 0 0 0 0


6

Το αποτέλεσμα είναι το ίδιο, άρα δεν ταιριάζει ούτε η 6η.Τελικά το πακέτο δρομολογείται προς τον default κόμβο 56.252.1.2

ΘΕΜΑ 7

Στόχος της άσκησης είναι μια πρώτη επανάληψη σε βασικά στοιχεία της ύλης των Ψηφιακών Επικοινωνιών

Σχετικές ασκήσεις: Όλα τα θέματα της ΓΕ2/1415, Θ1-3/ΓΕ3/1415, Θ1,2/ΓΕ5/1314

Δίνεται το σήμα . Ζητούνται τα εξής:

(α) Να διερευνηθεί η περιοδικότητα και να υπολογιστεί η ελάχιστη συχνότητα δειγματοληψίας κατά Nyquist (αν υπάρχει) για κάθε ένα από τα παρακάτω σήματα:

(i) , (ii) , (iii) , (iv)

(β) Το σήμα διαμορφώνει κατά πλάτος (DSB) συνημιτονοειδές φέρον μοναδιαίου

πλάτους και συχνότητας 100Hz. Να υπολογιστεί η έκφραση του διαμορφωμένου σήματος

στα πεδία του χρόνου και των συχνοτήτων και να σχεδιαστεί το φάσμα πλάτους του.

(γ) Το μπορεί να προκύψει με δειγματοληψία του και χρήση κατάλληλου

ζωνοπερατού φίλτρου. Να υπολογίσετε τη μέγιστη συχνότητα δειγματοληψίας που μπορεί να χρησιμοποιηθεί και να προσδιορίσετε τη συνάρτηση μεταφοράς του αντίστοιχου ιδανικού ζωνοπερατού φίλτρου με την ελάχιστη ζώνη διέλευσης.

(δ) Το σήμα διαμορφώνει κατά συχνότητα συνημιτονοειδές φέρον πλάτους 10 Volt και

συχνότητας 1000Hz με σταθερά απόκλισης συχνότητας . Να προσδιορίσετε την

έκφραση του διαμορφωμένου σήματος στο πεδίο του χρόνου και να υπολογίσετε το εύρος ζώνης του.

(ε) Το σήμα , προκειμένου να μεταδοθεί με διαμόρφωση PCM, δειγματίζεται με

συχνότητα δειγματοληψίας 10-πλάσια της ελάχιστης κατά Nyquist και στη συνέχεια κβαντίζεται ώστε να επιτευχθεί σηματοθορυβικός λόγος κβάντισης τουλάχιστον ίσος με 80dB. Να υπολογίσετε τον απαιτούμενο αριθμό δυαδικών ψηφίων για την αναπαράσταση των σταθμών κβάντισης, καθώς και το απαιτούμενο εύρος ζώνης του PCM σήματος.

Ενδεικτική Μεθοδολογία: Να ακολουθήσετε για κάθε ερώτημα τη μεθοδολογία που αναπτύχθηκε φέτος στις αντίστοιχες εργασίες. Στο ερώτημα (α) θα βοηθήσει η σχεδίαση των φασμάτων για καθένα από τα σήματα που δίνονται. Για το ερώτημα (δ) να εφαρμόσετε τη μεθοδολογία προσδιορισμού του εύρους ζώνης του διαμορφωμένου σήματος με βάση τον κανόνα Carson. Τέλος, στο ερώτημα (ε) να θεωρήσετε ότι για τη μετάδοση σήματος με PCM (που προϋποθέτει τη


δειγματοληψία του και την ομοιόμορφη κβάντισή του σε L στάθμες) ο απαιτούμενος

σηματοθορυβικός λόγος κβάντισης (εκφρασμένος σε decibel) ισούται με

και ότι ο αριθμός δυαδικών ψηφίων για την αναπαράσταση κάθε στάθμης κβάντισης θα πρέπει να είναι ακέραιος.

Τρόπος – Ημερομηνία Παράδοσης

1. Η καταληκτική ημερομηνία για την υποβολή της εργασίας είναι η Κυριακή 24 Μαϊου 2015, 23:59.2. Εάν θέλετε να κάνετε χρήση του πρόσθετου χρόνου μέχρι την Τετάρτη 27 Μαϊου, 2015, 23:59, θα πρέπει να έχετε προηγουμένως ενημερώσει τον καθηγητή-σύμβουλό σας. Δεν θα γίνονται αποδεκτές και δεν θα αξιολογούνται εργασίες που αποστέλλονται στον καθηγητή-σύμβουλο μετά την ημερομηνία αυτή.3. Η υποβολή της εργασίας σας θα πρέπει να γίνει μέσα από το σύνδεσμο http://study.eap.gr . Δεν θα γίνονται αποδεκτές εργασίες που αποστέλλονται μέσω e-mail. 4. Για την εκπόνηση της εργασίας θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε το template PLH22_GEx_surname_name.doc που υπάρχει στο σύνδεσμο http://study.eap.gr (στο φάκελο Γραπτών Εργασιών/Εργασίες/Template Γραπτών Εργασιών).5. Τη Δευτέρα 1 Ιουνίου 2015 θα δημοσιευθεί ενδεικτική απάντηση για την επίλυση της εργασίας στο δικτυακό τόπο http://study.eap.gr , στο σύνδεσμο της ΠΛΗ-22.

Κριτήρια αξιολόγησης:ΘΕΜΑ 1 A 10ΘΕΜΑ 2 Α 5

Β 5ΘΕΜΑ 3 A 5

Β 5ΘΕΜΑ 4 A 10

Β 10ΘΕΜΑ 5 A 5

Β 5Γ 5

ΘΕΜΑ 6 15ΘΕΜΑ 7 Α 4

Β 4Γ 4Δ 4Ε 4ΣΥΝΟΛΟ 100

Ο συνολικός βαθμός θα διαιρεθεί δια 10, ώστε να προκύψει ο τελικός βαθμός της εργασίας.Καλή Επιτυχία!

http://study.eap.gr/



PLH22 GE5 Leimonis Anastasios

Documents

Transcript of PLH22 GE5 Leimonis Anastasios