Práctica 2: Packet Switching (Teoría de las Comunicaciones)

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Ejercicio 01

¿ Cuáles de los siguientes algoritmos de ruteo obtiene para un mensaje dado, el camino más corto entre dos nodos $n_{i}$ y $n_{j}$ arbitrarios, para todo tiempo $t_{k}$ ?

• Flooding
• Distance vector
• Link state
• Ruteo estático

Rta: (Nota: No sé que es flooding como algoritmo per se, sólo lo conozco como parte de link state)
Para todo tiempo $t_{k}$, sólo el ruteo estático obtiene el camino más corto entre dos nodos arbitrarios (suponiendo que la ruta que configure el administrador sea efectivamente la más corta). Tanto distance vector como link state requieren un tiempo de convergencia y uno de estabilización, respectivamente.

Ejercicio 02

Se quiere establecer un esquema de direccionamiento IPv4 para la red de un viñedo que tiene oficinas en Buenos Aires y Mendoza. En BA existe un Switch L3, que conecta a 3 VLANs de 20 hosts cada una, y conecta en un enlace WAN a Mendoza. En la oficina de Mendoza existe también otro Switch L3 que conecta 3 VLANS de 25 hosts cada una, el enlace WAN con BA y un enlace WAN al viñedo en Luján de Cuyo, donde hay un router que conecta una LAN de 10 hosts. Se dispone de la siguiente dirección IP a subnettear: 192.168.1.0/24. Diagramar la red indicando en cada segmento LAN y WAN cuál es la dirección de red IP y la dirección broadcast correspondiente.

Rta:
Tenemos que asignar IPs a las siguientes redes:

• Red 1: Mendoza, 26 hosts (25 más el router).
• Red 2: Mendoza, 26 hosts (25 más el router).
• Red 3: Mendoza, 26 hosts (25 más el router).
• Red 4: Buenos Aires, 21 hosts (20 más el router).
• Red 5: Buenos Aires, 21 hosts (20 más el router).
• Red 6: Buenos Aires, 21 hosts (20 más el router).
• Red 7: Luján de Cuyo, 11 hosts (10 más el router).
• Red 8: La que comunica el router de Buenos Aires con el de Mendoza, 2 hosts (ambos routers)
• Red 9: La que comunica el router de Mendoza con el de Luján de Cuyo, 2 hosts (ambos routers).

Siguiendo el apunte de subnetting, y teniendo en cuenta el orden enumerado anteriormente en el que asignamos primero las redes más grandes, la asignación de IPs queda de la siguiente forma:

• Red 1: 192.168.1.0/27, broadcast: 192.168.1.31
• Red 2: 192.168.1.32/27, broadcast: 192.168.1.63
• Red 3: 192.168.1.64/27, broadcast: 192.168.1.95
• Red 4: 192.168.1.96/27, broadcast: 192.168.1.127
• Red 5: 192.168.1.128/27, broadcast: 192.168.1.159
• Red 6: 192.168.1.160/27, broadcast: 192.168.1.191
• Red 7: 192.168.1.192/28, broadcast: 192.168.1.207
• Red 8: 192.168.1.208/30, broadcast: 192.168.1.211
• Red 9: 192.168.1.212/30, broadcast: 192.168.1.215

Ejercicio 03

Indique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:

1. Cuando los paquetes son pequeños es más eficiente utilizar una red implementada con circuitos virtuales que con datagramas.
2. Cuando se cae un router en una red implementada con datagramas se pierden menos paquetes que los que se perderían si la red estuviera implementada con circuitos virtuales.
3. Un router que trabaja en una red implementada con datagramas no tiene necesidad de utilizar tablas internas.

Rta:

1. Falso (comparar tamaños de header proporcionalmente a los datos)
2. Verdadero (los paquetes en vuelo pueden llegar a hallar una nueva ruta)
3. Falso (tambien se usan tablas de ruteo)

Ejercicio 07

Suponga que las líneas físicas (nivel 1 OSI) de una red implementada con circuitos virtuales permiten transmisiones simplex. Entre cada par de nodos existe una única línea física. Un host puede acceder a la red vía una única línea física full-duplex. ¿ Podrán establecerse conexiones de nivel de red full-duplex ? ¿ Y half-duplex ? ¿ Simplex ? Explicar.

Rta:
Solo simplex (p ej TV digital), half duplex implica que las lineas son bidireccionales

Ejercicio 08

El protocolo IP ofrece a su capa superior:

• Un servicio orientado a conexión.
• Un servicio sin conexión sin reconocimiento.
• Un servicio sin conexión con reconocimiento.
• Ninguna de las anteriores.
• Cualquiera de las anteriores

Rta:
Un servicio sin conexión sin reconocimiento. Según el Peterson, IP sólo asegura un "best effort": siempre intenta hacer lo mejor posible, pero no ofrece garantías.

Ejercicio 10

Para cada uno de los siguientes ejemplos de comunicaciones decidir su tipo (punto a punto, broadcast o multicast) y el medio que utilizan (punto a punto, broadcast):

1. Una enfermera entra en la sala de espera de un hospital y pronuncia en voz alta el nombre de uno de los pacientes, a quien no conoce.
2. Tres de los pacientes de la sala de espera se ponen a charlar entre ellos.
3. Una fábrica de zapatos de tango decide promocionar sus productos y envía un folleto publicitario por correo postal a todos los vecinos del barrio de Caballito.
4. Dos personas hablan por teléfono.
5. Tres personas hablan por teléfono en conferencia.
6. Dos amigas hablan entre ellas mientras viajan en el colectivo.

Rta:

1. Broadcast, broadcast
2. Multicast, broadcast
3. Multicast, punto a punto
4. Punto a punto, punto a punto
5. Multicast, broadcast
6. Multicast, broadcast

Ejercicio 15

En una red que implementa IP como protocolo de nivel de red un router tiene que fragmentar un datagrama en tres fragmentos. Al host destinatario le llega primero el último fragmento que tiene el bit de MF=0 como cualquier datagrama IP no fragmentado. ¿ Cómo establece que es sólo un fragmento y que debe esperar por el resto de ellos ?

Rta: El host destinatario establece que se trata de un fragmento debido a que el campo OFFSET no será cero.

Ejercicio 25

Indique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:

• a)La fragmentación en el protocolo IPv4 se produce cuando un nodo o router en la red detecta mediante ARP que el paquete es más grande que el tamaño máximo de paquete del nivel de enlace por donde debe enviarlo.
• b)Todo paquete IPv4 puede ser fragmentado por un router si resulta necesario.
• c)Cuando un router recibe un fragmento de un paquete IPv4 no lo reenvía (forwardea) hasta que no reconstruye el paquete IP completo original.
• d)No es posible volver a fragmentar un fragmento de un paquete IP original, se pierde el paquete completo.
• e)Nunca será necesario fragmentar un paquete IP mientras permanezca dentro una LAN sin atravesar ningún router.

a) Chequear: Falso, ARP no tiene nada que ver

b) Chequear: Falso, podría tener en los flags marcada la opción "Don't fragment"

c) Falso, la reconstrucción se hace en el host de destino.

d) Falso, se puede fragmentar múltiples veces.

e) Chequear: Falso, si el paquete pasado de una capa superior es mayor al MTU de la red, se tendrá que fragmentar igual.

Ejercicio 27

¿ Cuál es la dirección broadcast para la dirección 131.108.1.128/25 ?

I. No es una dirección válida.

II. 131.108.1.127

III. 131.108.1.128

IV. 131.108.1.255

V. I y II

Rta: IV) 131.108.1.255

Ejercicio 28

Indicar cuatro campos del header de IP que se modifican cuando se fragmenta y cuatro campos que no cambian.

Rta: Que se modifican: Offset, Checksum, Length y el flag More Fragment No se modifican: Version, Ident, Source Adress, Destination Adress, Protocol

Ejercicio 29

La siguiente afirmación: “En los algoritmos del tipo Distance-Vector el cálculo es distribuido, en cambio en los del tipo Link-State es centralizado“ ¿ Es verdadera ?

Rta:

Es verdadera.

Ejercicio 30

La mayoría de los algoritmos de reensamblado de datagramas IP tienen un timer para evitar que un fragmento perdido bloquee los buffers de reensamblado. Suponga que un datagrama IP fue fragmentado en cuatro y llegan los tres primeros pero el cuarto se demora. Si el timer da timeout los tres fragmentos buffereados se descartan. Al rato llega el cuarto fragmento. ¿Qué debe hacerse con él?

Rta:
Check: Yo diría que lo razonable es armar el buffer apropiado y almacenar este fragmento a espera de los primeros fragmentos, ya que bien podría tratarse de una segunda transmisión del paquete original en la cual por alguna razón llegó primero justo el último fragmento.

Ejercicio 31

Un router debe fragmentar un datagrama IP. Indicar qué campos del encabezado del paquete son copiados directamente a todos los fragmentos.

• Version [Este]
• IHL [???]
• Type of service [Este]
• Total length
• Identification [Este]
• DF [Este]
• MF
• Fragment offset
• Time to live [Este]
• Protocol [Este]
• Header checksum
• Source address [Este]
• Destination address [Este]
• Record Route [???]
• Source Route [???]
• Timestamp [???]

Ejercicio 32

Un datagrama IP usa la opción “strict source routing”. Este datagrama debe ser fragmentado en un router camino al destino. ¿ Esta opción debe ser copiada en cada fragmento resultante o basta simplemente con copiarlo en el primer fragmento ?

Rta":
??????

Ejercicio 33

Explique desde el punto de vista de “convergencia” las diferencias y similitudes entre los protocolos de ruteo de tipo link-state versus los de tipo distance-vector.

Rta:
Desde el punto de vista de la convergencia distance-vector es lento, ya que ,como la comunicación entre nodos es sólo entre vecinos inmediatos, requiere cierto tiempo para que la información se propague en toda la red y cada nodo pueda elegir el mejor camino. Por su parte, link-state también tarda un periodo de tiempo en realizar el "reliable flooding".

Diferencias??? uno mejor que el otro????

Ejercicio 34

¿ Puede un protocolo de nivel de red que brinda servicio orientado a conexión ser implementado sobre Ethernet ? ¿ Por qué ?

Ejercicio 35

Un protocolo de ruteo que utiliza la técnica Distance Vector usa una métrica compuesta por la siguiente fórmula:

Métrica = (10000/BW) + Delay

Donde BW (Mbps) es el ancho de banda más chico de todos los enlaces hacia un destino y Delay (microsegundos) es la suma de los delays de todos los enlaces hasta el destino. Ofrezca un ejemplo donde esta métrica es mejor que la de Hops (cantidad de saltos hasta un destino) y un ejemplo donde es peor.

Ejercicio 36

Los algoritmos de ruteo basados en Distance-Vector pueden causar ciclos aún cuando no los hay físicamente en la red. Indicar y explicar tres formas de prevenir, anular o disminuir la posibilidad de ciclos.

Rta:
(No entiendo cómo se pueden producir los problemas sin loops físicos... pero bue... )

• Considerar que una distancia de 16 o más hops es infinita
• Hacer "split horizon", que consiste en no mandarle a cada vecino la información de las rutas que obtuvo de ellos (o sea, si A tiene el mejor camino a C saliendo por B, cuando A le pasa a B su vector omite esa entrada).
• Hacer "split horizon with poison reverse" que es (con el ejemplo anterior), en lugar de no pasarle la entrada, se la pasa pero con distancia infinita para que no la use en sus cálculos.

Ejercicio 37

Supongamos que a la red del departamento le fue asignada la dirección 157.92.26.0/24. Existen 10 laboratorios, cada uno con su propia VLAN, con no más de 25 hosts cada uno. La secretaría, ladirección y los cuartitos se llevan otras 40 direcciones de host más, asignados en la misma VLAN. Suponiendo que todas las redes están unidas por un único Switch L3, indicar un esquema de direccionamiento con la máscara de red correspondiente asumiendo que sólo 5 laboratorios tendrán acceso a Internet además de la secretaría, la dirección y los cuartitos.

Ejercicio 38

Cuando se usa un protocolo de ruteo basado en Distance-Vector:

• ¿Qué tipo de ciclos se evitan usando Split-Horizon?
• ¿Qué tipo de ciclos se evitan usando Poison-Reverse?
• ¿Qué tipo de ciclos se evitan usando Hold-Down timers?

Rta:
Split-Horizon y Poison-Reverse evitan ciclos que involucran sólo dos nodos.

Hold-Down timers????

Ejercicio 39

Se tiene las siguientes redes IP asignadas:

• 172.16.5.0/25
• 172.16.5.128/26
• 192.168.1.192/27

Indicar para cada una: cantidad de hosts y dirección broadcast.

Rta:

• 2^7 - 2 = 126 hosts. Broadcast = 172.16.5.127
• 2^6 - 2 = 62 hosts. Broadcast = 172.16.5.191
• 2^5 - 2 = 30 hosts. Broadcast = 192.168.1.223

Ejercicio 40

Se está utilizando un enlace punto-a-punto con un protocolo de N2 orientado a conexión y confiable. Se quiere enviar paquetes IP sobre ese enlace. ¿ Esto significa que IP no necesita realizar ningún control ?

Ejercicio 41

Indicar si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:

• Una red basada en CVs (Circuitos Virtuales) siempre provee caminos simétricos, es decir los paquetes de ida y vuelta recorren el mismo camino.
• En una red basada en CVs, todos los CV se establecen en forma permanente hasta que el administrador de la red los elimina.
• En una red basada en CVs todos los CVs son bidireccionales simultáneos (full dúplex).

Ejercicio 42

Un router recibe un paquete IP de exactamente 1220 bytes incluyendo el header de IP. La interfase de salida de ese paquete tiene un MTU de 1000 bytes. Indicar los valores de los siguientes campos del header de IP para cada fragmento: dirección de origen, dirección de destino, ID, ToS, Offset, MF, TTL y Longitud.

Ejercicio 43

¿ Porqué el campo Offset en el header de IP mide el desplazamiento en unidades de 8 bytes ?

Ejercicio 44

Ofrezca una explicación de porqué IP reensambla en el host destino en lugar de hacerlo en los routers.

Ejercicio 45

Suponga que un mensaje TCP que contiene 2048 bytes de datos y 20 bytes de header es entregado a IP para enviarlo a través de dos redes en Internet (esto es, desde el host origen a un router, del router al host destino). La primera red usa headers de 14 bytes y tiene un MTU de 1024 bytes; la segunda usa headers de 8 bytes con un MTU de 512 bytes. Represente esquemáticamente los paquetes que se entregan a la capa de red en el host destino.

Ejercicio 46

¿ En IP, porqué es necesario tener una dirección por interface en lugar de solamente tener una dirección por host ?

Ejercicio 47

Lea la página del manual para el utilitario netstat. Use netstat para mostrar la tabla de ruteo de su computadora.

Rta:

$ netstat -nr
Internet:
Destination        Gateway            Flags    Refs      Use  Netif Expire
default            201.235.156.1      UGSc       17       61    en0
127                127.0.0.1          UCS         0        0    lo0
127.0.0.1          127.0.0.1          UH         10     8305    lo0
169.254            link#4             UCS         0        0    en0
192.168.80         link#9             UC          0        0 vmnet1
192.168.229        link#8             UC          0        0 vmnet8
201.235.156        link#4             UCS         1        0    en0
201.235.156.1      0:30:b8:c1:cd:91   UHLW       15        0    en0   1158
201.235.156.228    127.0.0.1          UHS         0        1    lo0

Ejercicio 56

Describir tres ventajas de un protocolo que implementa Link-State contra uno que implementa Distance-Vector.

Rta:

1. Link-State informa los cambios ocurridos al instante, no actualiza sus tablas primero como lo hace Distance-Vector
2. Link-State no genera ciclos desde la perspectiva de cada host. Ademas no genera ciclos en general, si el peso de los enlaces es el mismo en ambos sentidos
3. Link-State ..

Ejercicio 57

En las redes de hoy en día empiezan a surgir muchas aplicaciones de naturaleza multicast (video digital, por ejemplo). ¿ Cuál cree que es mejor para este tipo de tráfico, una red basada en circuitos virtuales o una red basada en datagramas ?

Rta:
Creo que lo mejor es basarla en datagramas, ya que se necesita que los datos lleguen rapido y no la calidad. Con los circuitos virtuales se apunta a la confiabilidad, en cambio en datagramas se busca que se llegue lo mejor posible pero mas rapido. Es decir, si algun dato se pierde se retransmite, pero no se quiere esperar un monton de tiempo (ej. con los controles que hacen los circ. virtuales)

Ejercicio 58

Mencionar tres técnicas para evitar ciclos en un protocolo que usa Distance-Vector.

Rta:

1. Se puede poner una cota a la cant. de pasos que puede haber para ir de un host a otro (ej: cuando el peso llega a 16, este se considera como un ciclo) Lo malo es que le pone una cota a la cant. de saltos que puede hacerse (o sea, el tamaño de la red)
2. Se puede no mandar a tu vecino lo que el mismo te mando
3. Se puede, cuando se detecta que si se cae un enlace, mientras se sigue transmitiendo la informacion, por un determinado tiempo no aceptar ninguna ruta con peso >= a la de antes que se caiga

Ejercicio 59

Explicar cómo funciona el traceroute. Detallar qué protocolos usa.

Rta:
Para poder averiguar por que routers pasa hasta llegar al destino, una forma es utilizando el TTL que se encuentra en el header de IP, lo que pasa es que cuando este contador llega a 0 el paquete se desecha y se manda un mensaje ICMP avisando que se desecho por este motivo. Sabiendo esto, podemos ir generando paquetes seteando el contador en 1, luego 2, luego 3, y asi sucesivamente, y de esta manera se puede ir averiguando por que routers pasa. Mientras que para averiguar cuando llega a destino nuestro mensaje original debe ser un ICMP request, para que avise cuando esto ocurra.

Ejercicio 60

Se quiere establecer el esquema de direcciones IP para una red que se compone de lo siguiente: dos routers, conectados entre sí y a cada uno se conecta un LAN switch (uno por router). Sobre cada LAN switch se configuraron 4 VLANs, dos con 20 hosts y dos con 10 hosts. Se va a utilizar la dirección 172.16.1.0/24. Dibujar el esquema con los routers, LAN switches y segmentos de red, ubicando la direcciones de red con su correspondiente máscara, mencionando además como funciona cada uno de los enlaces a nivel 2.

Rta:

Ver parcial Primer Parcial 2do Cuat 2005 (Ejercicio 3).

Ejercicio 70

Un router recibe un paquete IP. ¿ Cómo se da cuenta si está o no fragmentado ? ¿ Necesita siempre darse cuenta ?

Rta:

Si un paquete IP tiene el flag MF=1, o el flag MF=0 y el offset distinto de 0 entonces se trata de un fragmento IP. Si tiene el flag MF=1 entonces el offset puede ser 0 (1er fragmento) o distinto de 0.

Por ejemplo si el router se da cuenta que el protocolo de nivel dos de salida acepta un tamaño de paquete más grande y decide reensamblar 2 o más paquetes entonces tiene que darse cuenta. Para el caso general puede simplemente fowardear y que el host de destino se encargue de procesar los fragmentos.

Ejercicio 71

Ip	Máscara	Subred	Posición	Cantidad de Ip's
192.168.0.1	255.255.255.0	192.168.0.0	Primera Subred	254
172.30.216.158	255.255.255.192	?	Tercer Subred	62
192.168.100.225	?	?	Octava Subred	30
192.168.3.161	?	192.168.3.160	?	?
?	255.255.255.240	?	Novena Subred	?

Rta:
1.

• Se debe subnettear /26 -> Subred = (& logico) 172.30.216.128
• 32-26=6 bits para hosts -> #IPs = 2^6 - 2 (1 dir red + 1 dir bcast) = 62 (OK)
• 2 bits para subred -> Posicion: (10)|000000 = 3ra (OK)

2.

• Se tienen 30 IPs -> 5 bits para hosts -> Mascara = /(32-5) = /27 = 255.255.255.224
• Subred = (& logico) 192.168.100.224

3.

• Mascara es /27 -> Mascara = 255.255.255.224
• 32-27=5 bits para hosts -> #IPs = 30
• 3 bits para subred -> Posicion = (101)|00000 = 6ta

4.

• Posicion = (1010)|0000 -> Mascara es /28 -> 4 bits para hosts -> #IPs = 2^4 - 2 (1 dir red + 1 dir bcast) = 14
• IP=

Ejercicio 72

Explicar que hace la implementación de IP de un host que recibe un mensaje ICMP con TTL excedido.

Rta:
El campo TTL de IP sirve para darle un "tiempo de vida" a un paquete. Cuando este pasa por un router, este campo se va decrementando en 1. Si un router recibe un paquete y este llega a TTL=0, el router envia un ICMP al emisor del paquete indicandole "TTL exceeded, host unreachable". IP ante cualquier problema con un paquete siempre descarta, con lo cual son los protocolos de nivel superior quienes deciden que se va a hacer ante esta situacion.

Ejercicio 73

Explicar dos mecanismos que usa RIP para resolver/minimizar problemas de ciclos de red.

Rta:
Para resolver problemas de ciclos de red se utiliza el "peso del mensaje". Se cuenta cuantas veces se utiliza un mensaje por cada nodo y de este modo se acota la vida del mismo. Esto rompe un posible ciclo, pero tambien limita el tamaño de la red. Otra tecnica consiste en no recibir de un vecino lo que le haya enviado anteriormente. Con esto, se evita directamente los ciclos ya que nunca se pasaria dos veces por el mismo nodo.

Ejercicio 74

Para una aplicación que comparte archivos P2P (Peer-to-Peer), ¿ Cuál cree que es el mejor servicio de nivel de red ?

Rta:
Lo mejor seria utilizar un modelo orientado a conexion y confiable que me garantice que los paquetes lleguen y lleguen bien. Por ej, no utilizaria datagramas, debido a que es necesario que los paquetes lleguen todos correctamente. Necesito esto poque si estoy transfiriendo archivos, no se puede pueder nada de ellos, ya que perder un paquete podria (dependiendo del tipo de archivo) implicar que el mismo sea inservible.

Ejercicio 78

¿ Cuántas redes y hosts se encuentran disponibles cuando se aplica la máscara de red 255.255.255.248 a la dirección 200.11.160.64?

• La máscara de red es inválida
• 2 y 16382
• 62 y 1022
• 8190 y 6
• 16382 y 4
• Ninguna de las anteriores

Rta:
Ninguna de las anteriores (si se subnettea un /16, son 8192 redes y 6 IP libres c/u)