ARQUITECTURAS TELEMTICAS Soluciones a la coleccin de ejercicios Llus Casals Enrica Zola Arquitecturas Telemticasndice 3 NDICE 1Introduccin ..............................................................................................5 1.1Nota muy importante.................................................................................. 5 2Propagacin de tramas.............................................................................7 2.1Soluciones.................................................................................................. 8 3Redes de rea local (LAN) ......................................................................11 3.1Soluciones................................................................................................ 11 4Interconexin de redes locales..............................................................13 4.1Soluciones................................................................................................ 14 5Spanning Tree Protocol..........................................................................17 5.1Soluciones................................................................................................ 18 6Virtual Local Area Network.....................................................................21 6.1Soluciones................................................................................................ 21 7Mecanismos de acceso mltiple............................................................23 7.1Soluciones................................................................................................ 23 Arquitecturas TelemticasPropagacin de tramas 5 1INTRODUCCIN Estedocumentoofrecelosresultadosfinalesdemuchosejerciciosqueaparecenenla coleccin de ejercicios de la asignatura de Arquitecturas Telemticas impartida en el curso 2B de Ingeniera Tcnica de Telecomunicacin, especialidad Telemtica, de la EPSC. Las secciones de la coleccin de ejercicios se corresponden, a grandes rasgos, con los temas tratados a lo largo del curso. En general, la secuencia de las secciones es la misma en que se tratanlostemasduranteelcurso,aunquenosiemprecoincidan.Adems,elordendelos ejercicios dentro de cada seccin est pensado, en general, para que el nivel de dificultad vaya creciendo a medida que el estudiante hace ms ejercicios. Enmuchoscasos,eltextodelejercicioestprecedidoporunafrasequeresumeel/los concepto/os que se espera que el estudiante adquiera a travs del desarrollo del mismo. Esimportanteremarcaralosusuariosdeestassolucionesqueenningnmomentoseha pensadoqueestedocumentosubstituyeralasclasesdeaplicaciones:msbien,puedeservir desoporteparacomprobarelresultadofinaldelosejerciciosqueelalumnoresuelvaporsu cuenta.Lamayoradelosejerciciosrequierenunrazonamientoyunaexplicacinquenose han incluido en este documento: se invita a los alumnos a resolver con todo el detalle necesario yelrazonamientoconvenientelosejercicios,yaqueseraintilresolverlossinentenderel desarrollo de los mismos. 1.1Nota muy importante Aqu tenis algunos resultados: la mayora de los puntos necesitan comentarios, as que esto no pretende ser la solucin completa de los ejercicios! Arquitecturas TelemticasPropagacin de tramas 7 2PROPAGACIN DE TRAMAS Este capitulo recoge varios ejercicios sobre la propagacin de las tramas de datos en un medio compartido.Elobjetivodeestosejerciciosesfamiliarizarseconelconceptodecolisinentre seales, evento que muchas veces se interpreta inadecuadamente como choque entre tramas con consecuente prdidas de los datos que llegan corruptos.Unacolisinentredos(oms) sealessedefinecomolasuperposicindelas mismasenun puntodelcanalduranteundeterminadointervalodetiempo.Unreceptorquerecibados seales superpuestas y que no las pueda separar no podr interpretar correctamente los datos que estas seales llevan consigo y, por lo tanto, deber descartarlas; pero, un receptor que se encuentreenotropuntodelaredyquerecibalasmismassealesperoeninstantesde tiemposdistintos(esdecir,estereceptornorecibelasdossealessuperpuestas)podr interpretarcorrectamentelosdatos(losmismosqueotraestacintuvoquedescartar).En definitiva:lascolisionesNOsepropagan!Paraconvencersedeeso,bastapensarenlas seales de radio que van interfirindose en el aire. Laseccin1proponeunosejerciciossencillossobreestetema:noesnecesariohaber estudiado los protocolos de acceso al medio para resolverlos.Laseccin2proponeunacoleccindeejerciciossobrelapropagacindelastramasenlos medios segn diversos protocolos de acceso a los mismos.Amenosqueseindiquelocontrario,consideraremosquelosinstantesdetiempoenlosque hayalgnevento(porejemplo,lallegadadeunatrama,latransmisindeunatrama,una colisin,etc.)sonlosmismosanivelMACyfsico.Sloenlosejerciciosenlosquese proporcionanvaloresderetardoadicionales,habrqueconsiderarlos.Adems,enlos ejerciciosnotendremosencuentalapresenciaderelojesmsomenosprecisosenlos receptores de los dispositivos, por lo tanto, a nivel fsico, consideramos que en cuanto llega una seal el receptor la puededetectar. Esto nospermitesimplificar los clculos:pero no hayque olvidarse que estamos simplificando el proceso real! Arquitecturas TelemticasPropagacin de tramas 8 2.1Soluciones SeccinEjercicioApartadoResultado 2.111 S; en el rombo; 2 S; 3 Depende de dnde est colocada C: si est entre 0 y 200 metros de A o de B, recibir bien, sino no recibir bien. 2.121 A y C reciben la seal de B, pero C no recibe bien porqu hay colisin. 2 No porque colisiona con la trama de B. 2.13 25 bits 2.14 TTX>=2tprop2.15 500 bits 2.16 2,5 s 2.211 250 bytes 2 Trama de 1500 bytes130 s Trama de 50 bytes 2.221 Estacin A: /5 Estacin B: /5 Estacin C: 0 Estacin D: 8/5 2 S, porque 3 B puede transmitir en 3 2.231 No 2 S 3 2/3 4 Estacin A: /2 Estacin D: 7/6 5 11/3 2.241 40,96 km 2 A y B: no; C: s 2.25 10,22 km 2.261 S 2 S 2.281 Empieza en 17,14 s y acaba en 27,32 s 2 28,02 s; no 3 En el instante 16 scanal libre; durante la espera del DIFScanal ocupado 2.292 Estacin B: 5/6; estacin D: /6 Arquitecturas TelemticasPropagacin de tramas 9 3 Estacin A: a partir de 4/3 y durante /3 Estacin C: a partir de 2/3 y durante /2 4 16/3 2.2101 A la primera 2 5,175 s 3 5,321 s 5 40,503 s 2.2111 5,685 s 2 4,71 s 3 6,71 s 4 31,477 s 5 31,098 s 6 45,025 s 7 86,607 s 2.2121 Toda la trama 2 LA=/2; LB=/6=LC; LE=/3 3 No 4 Estacin A: 6.167 . Estacin B: 5,667 . Estacin C: 5,5 . Estacin E: 5,83 . Arquitecturas TelemticasRedes de rea local 11 3REDES DE REA LOCAL (LAN) 3.1Soluciones SeccinEjercicioApartadoResultado 3.1.11@...; LLC SNAP; 22 bytes de padding; 2@...; 802.3+LLC802.2; 8 bytes de padding; 3@...; Ethernet v2 con paquete de datos de ARP; 18 bytes de padding; 4@...; Ethernet v2 con paquete de datos IP; 5@...; Ethernet v2 con paquete de datos IP; 6@...; Ethernet v2 con paquete de datos de ARP; 18 bytes de padding; 7@...; Ethernet v2 con paquete de datos IP; 8@...; 802.3+LLC802.2 que encapsula datos NetWare IPx; 3.2110 Mbps;trama mnimaeficiencia: 71,875%, throughput: 54,76%;trama mximaeficiencia: 98,81%, throughput: 97,53% 3.221,2LMax: 97,53%; Lmin: 54,76% 3a) LMax: 97,53%; Lmin: 8,65% b) LMax: 97,53%; Lmin: 2 tramas mmimas 14,93% c) LLC-PDU de 9000 bytes: 99,5% 3.231Tramas Ethernet 802.3 que encapsulan una LLC 802.2. 393,13% y 92,58% 496,62% y 99,42% 3.24193,276% 293,5% 398,45% 3.25261,2% y 58,16% 376,92% y 95% 3.261MA_UNITDATA.indication; 2No hay garantas sobre Ethernet 393,88% Arquitecturas TelemticasInterconexin de LAN 13 4INTERCONEXIN DE REDES LOCALES Enestaseccinsepresentanejerciciosqueayudarnalestudianteafamiliarizarseconlos diferentes dispositivos de interconexin y le permitirn predecir los efectos de utilizar uno u otro dispositivo para interconectar diferentes tramos de redes. Elusodedispositivosdeinterconexinpuedeafectarsobreelretardodepropagacin:los primerosejerciciosdelapartado4.1acompaanalestudianteeneldescubrimientodelas consecuenciasdeutilizardiferentestiposdedispositivos.Apartirdelejercicio5esnecesario haberentendidoelmecanismodeaprendizajedeunpuentetransparenteparapoderresolver losproblemassiguientesdeesteapartado:paraello,seaconsejaprimeroresolverlos ejercicios del apartado 4.2. Finalmente,elejerciciodelapartado4.3esunejemplodeejerciciofinalparacomprobarla capacidad del estudiante de relacionar diferentes temas tratados a lo largo del curso. Engeneral,sinoestnindicadosotrosvalores,seusarnlossiguientesvaloresparalos retardos. Retardo de propagacin (genrico):32= 2 * 108 m/s Retardo de propagacin en UTP: 0,556 s/100m Retardo de propagacin en fibra ptica: 0,5 s/100m Retardo repetidor/hub Ethernet: 2s Retardo conmutador/puente Ethernet: depende del mecanismo de reenvo que aplica Retardo NIC Ethernet: 1 s Retardo NIC Ethernet del dispositivo de interconexin: 0,5 s Arquitecturas TelemticasInterconexin de LAN 14 4.1Soluciones SeccinEjercicioApartadoResultado 4.11Todas las topologas propuestas son implementables, hay que probarlo con la configuracin mxima (regla 5-4-3-2-1) 4.121A todas las estaciones conectadas al mismo DC de la estacin transmisora. 2Una por cada DC. 3S; s; 4S; s; 5No; 4.1317 DC 211,056 s 332,4012 s (con SWITCH en cut through) 4.14114,112 s 25 DC 324,1452 s (con SWITCH en cut through) 4Store and forward; 4.151165 bits; 2Empiezan a recibir en el instante:E: 4,75 s F: 4,5 s G: 8 s El puente (#2): 4,25 s A y C: 807,75 s B: 808 s 3; no hay colisin; 4A y C: 1,621 ms B: 1,62125 ms 5Control de error; aprendizaje @MACorigen; reenvi segn la SAT 4.1619 DC 2; el PUENTE 2 reenva por todos sus puertos; el SW1 filtra; 3128,9232 s 4.17155,9228 s Arquitecturas TelemticasInterconexin de LAN 15 250 s; 170,1568 s 4.18112 dc 21,245 ms 4.11118 DC 272,312 s 4.2316,112 s. No recibe la trama correctamente. 2El SW est recibiendo sobre los dos puertospero no hay colisin. 4.24156,034 s. 2112,012 s; no hay colisin. 4.25116 dominios de colisin 4.313ASW: trama mnima Gigabit Ethernet!! 496,96% 565,304 s Arquitecturas TelemticasSpanning Tree Protocol 17 5SPANNING TREE PROTOCOL En este captulo se utilizar la siguiente terminologa:ElID(identificador)delpuenteoswitchapareceenelinteriordelcuadroquelo representa.Esteidentificador,amenosquenosedigalocontrario,constadeuna/s letra/s (por ejemplo,P,B,BRIDGE,SW, etc.) queindicaeltipo de dispositivoy deun identificador numrico que sirve como BRIDGE_ID para el STP. Enla mayora de las redes aqu presentadas, los dominios de colisin se representan con un nico segmento que tiene un identificador (por ejemplo, S1) y un coste asociado (por ejemplo C=1). Este coste tambin 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 raz a travs del puerto de raz. DPC=DesignatedPathCost;eselcostequeunpuenteofrecehacialospuentesde nivel inferior (en la jerarqua del STP) para llegar al puente raz a travs de l (que ser el puente designado sobre el segmento). ElformatodelasBPDUdeconfiguracinsetrataenclasedeteora.Paralos siguientesejerciciosloscamposquenosinteresaevidenciarsernsiemprelos siguientes:oID raz,oRPC,oID puente que transmite,oID puerto por el que se enva la BPDU, que representaremos con una notacin basada en separacin por puntos: ID_raz.RPC.ID_puente-que-transmite.ID_puerto_por_el_que_se_enva_la_BPDU Los otros tipos de BPDU se tratan en clase de teoray aqu se representanindicando soloelnombre(porejemplo,BPDUdenotificacindecambiodetopologa)y, puntualmente los campos de inters para el ejercicio (por ejemplo, los flags TC y TCA). Estaseccinsecomponedetresapartados:enelprimeroseproponenunosejercicios sencillosparaqueelestudiantesefamiliariceconelalgoritmoytomerapidezalahorade calcular la topologa de rbol de cualquier red (sencilla o compleja que sea). Adems, algunos ejerciciosdeesteapartadoayudanalestudianteaentendercmounpuente,ocualquier dispositivoqueimplementeelSTP,interpretalasBPDUsquelelleganparacalcularel algoritmo.El apartado dos de esta seccin est dedicado al proceso de cambio de topologa: se pretende queelalumnointuyalanecesidaddedifundirentodalaredlainformacindecambioyde tomarciertas medidasfrenteaestecambio(porejemplo,larpidaactualizacindelastablas SATdelospuentesimplicados).Conestosejerciciossequiereademsevidenciarqueel algoritmo induce a la creacin de diferentes tipos de Bridge-PDUs, tal y como se ha comentado antes.En el apartado 3 se renen unos ejercicios que relacionan la topologa de rbol impuesta por el STP con el recorrido que las tramas siguen para alcanzar sus destinos: esto, relacionado con la formaenlaquelospuentestransparentesaprendensustablasSAT,ayudaralestudiantea relacionar estos temas que, a primera vista, pueden parecer no relacionados. Arquitecturas TelemticasSpanning Tree Protocol 18 5.1Soluciones SeccinEjercicioApartadoResultado 5.11210 38 5#1 del Root 5.121B0 #2 B1, #2 B2, #1 B3, #2 B4 S1: #1 B1 porqu B1