Gruppe: D2A Dato: Tid: Antall oppgavesider: 3 Antall vedleggsider : 0

Transkript

1 Høgskolen i Østfold Avdeling for Informatikk og Automatisering EKSAMENSOPPGAVE FAG: IAD DATANETT LÆRERE: ERLING STRAND OG CHRISTIAN HEIDE Gruppe: D2A Dato: Tid: Antall oppgavesider: 3 Antall vedleggsider : 0 Hjelpemidler: Følgende bøker og ark er godkjente: Lærebok: Computer Networking Forfattere: James F. Kurose og Keith W. Ross. Tre ark med egne notater (6 sider) Kalkulator. KANDIDATEN MÅ SELV KONTROLLERE AT OPPGAVESETTET ER FULLSTENDIG Alle svar må ha en begrunnelse. Oppgave nr. 1 (20%) a) HTTP/1.0 benytter ikke-persiste forbindelser, mens HTTP/ 1.1 som default benytter persistente forbindelser. Forklar begrepene persistente og ikke-persistente forbindelser. Ikke-persistent: hvert objekt knyttet til en web-side overføres i en egen TCP-forbindelse. Persistent: alle objekter tilhørende en web-side kan overføres ved hjelp av samme TCP-forbindelse. b) Persistente forbindelser kan benyttes med eller uten pipelining. Forklar hva som ligger i begrepet pipelining i denne sammenhengen, og pek på fordelene dette har.. Uten pipelining sender klienten en ny forespørsel når den har fått respons på sin forrige forespørsel. Med pipelining vil si at klienten kan sende en ny forespørsel før den har fått respons på sin forrige forespørsel. Serveren kan da også sende de forespurte objekter fortløpende. Fordelene er for det første at TCP-forbindelsen blir mer effektivt utnyttet. Uten pipelining vil TCPforbindelsen være ubrukt mens serveren venter på neste forespørsel. For det andre vil overføringen normalt gå mye fortere. c) Viktige metoder i HTTP er GET, POST og HEAD. Angi hva disse benyttes til. GET: hente et objekt (en web-side) POST: brukeren ber også her om et objekt, men hva serveren svarer med er avhengig av hva brukeren har lagt inn av informasjon i visse felter. Benyttes f eks når man sender søkeord til søkemotor. HEAD: server svarer kun med header-delen av responsen (inkluderer ikke det forespurte objektet). d) I forbindelse med HTTP og web, benyttes noen ganger coolies. Forklar hvordan cookies fungerer og hvorfor det benyttes. Eksamen 16.Desember 2003 Side 1

2 Når en nettleser ber om en side på et nettsted som benytter cookies, vil serveren på nettstedet generere et cookie-nummer og lage et innslag i nettstedets database for dette ID-nummeret. Serveren vil deretter gi en respons til nettleseren som inneholder dette cookie-nummeret (i Set-cookie:-headerfeltet). Nettleseren lagrer dette nummeret sammen med server-navnet, i en cookie fil på brukerens maskin. Ved alle etterfølgende forespørsler til det samme nettstedet, vil nettleseren inkludere dette cookie-nummeret. Cookies benyttes for at nettsteder skal kunne følge brukerens bevegelser på nettstedet, f eks huske hvor langt han/hun var kommet i et gjøremål, lage handlekurv-funksjonalitet osv. Dette er nødvendig siden HTTP er tilstandsløs og ikke husker foregående forespørsler. Oppgave nr. 2 (15%) a) Beskriv virkemåten til DNS. DNS benyttes i første rekke til å oversette fra maskinnavn til IP-adresse. Klient-delen av DNS i en maskin, gjør ved behov en forespørsel mot maskinens lokale navnetjener, f eks en forespørsel om IP-adressen til Dersom den lokale navnetjeneren kjenner VGs IPadresse, svarer den. Hvis den ikke kjenner IP-adressen, videresender den forespørselen til en rotnavnetjener. Fra rot-navnetjeneren vil den få svar om hvem som er domenets autoritative navnetjener. Den gjør deretter en forespørsel til den autoritative navnetjeneren, som eventuelt må spørre en annen navnetjener lenger ned i hierarkiet, før den svarer med informasjon om den aktuelle IP-adressen. Den lokale navnetjeneren svarer deretter den spørrende maskinen. DNS kan også benyttes til host aliasing, mail server aliasing og lastdeling mellom flere web-servere. DNS-kommunikasjonen benytter UDP som transportlagsprotokoll (port 53). b) I DNS kan det benyttes både rekursive og iterative forespørsler (queries). Forklar forskjellen på disse. Rekursiv forespørsel: en navnetjener fullfører forespørselen på vegne av den som spør og returnerer resultatet. Iterativ forespørsel: navnetjeneren gir den som spør adressen til en annen navnetjener som så må spørres. c) I DNS benyttes såkalte resource records (RR). Disse har formen (Navn, Verdi, Type, TTL). Type kan ha en av verdiene A, NS, CNAME eller MX. Forklar betydningen til hver av disse fire RR-typene. A: I dette tilfellet er RR en mapping mellom maskinnavn og IP-adresse. Navn angir i dette tilfellet maskinnavn, og Verdi er IP-adressen til dette maskinnavnet. NS: I dette tilfellet inneholder Navn et domenenavn, og Verdi er IP-adressen til autoritativ navnetjener for dette domenet. CNAME: Navn er her et alias-navn for et kanonisk (et virkelig) navn. Det kanoniske navnet er angitt i feltet Verdi. MX: Verdi er her det kanoniske navnet på mail-serveren som har alias som angitt i feltet Navn. Eksamen 16.Desember 2003 Side 2

3 Oppgave nr. 3 (5%) Et datagram som overføres mellom to maskiner som er tilknyttet Internett, opplever ulike former for forsinkelse. Beskriv og diskuter fire ulike former for forsinkelse som datagrammet vil oppleve. Prosesseringsforsinkelse: Datagrammet må prosesseres i hver ruter det er innom. Ruter må bl.a. se på adressen i pakkehodet for å videresende datagrammet til rett utgangsport og sjekke for bitfeil. Størrelsesorden: noen µs. Køforsinkelse: Dersom det er stor trafikk, må datagrammet stå i kø og vente på tur i ruternes buffer før det blir videresendt. Størrelsesorden µs ms. Sendeforsinkelse: Tiden det tar å sende et datagram ut på en tilknyttet link. Jo større bitrate linken har, jo fortere går det (forsinkelsen er gitt av L/R hvor L er antall bit i datagrammet, og R er linkens bitrate). Størrelsesorden µs ms. Gangtid (transportforsinkelse): Tiden det tar for signalet å vandre over linken fra sender til mottager. Gitt av lyshastigheten i mediet (typisk m/s). (Forsinkelsen er gitt av l/c hvor l er avstanden signalet skal tilbakelegge, og c er lyshastigheten i det aktuelle mediet). Størrelsesorden µs ms. Oppgave nr. 4 (30%) Ditt firma har fått tildelt et nett, med nettnummer , med maske av din Internet-leverandør. a) I begynnelsen velger du å lage et nett av hele dette adresseområdet. Hvor mange host kan du ha på dette nett, og hva blir den høyeste og den laveste IP-adresse for en host på dette nett? Antall host bestemmes av masken. Masken gir 8 bit til host. Det gir = 254 host. Man må trekke ifra 2 fordi det kan ikke være en host med samme nummer som nettadresse, eller broadcastadressen. Laveste IP blir en over nettadressen: Høyeste IP blir en under broadcastadressen: b) Nå skal du dele dette nettet i 6 subnett, LAN1 til-og-med LAN6. Disse er alle koblet til Ruter1, via hver sin ethernet inngang. I figuren under er bare LAN1 og LAN6 tegnet inn. LAN2 til LAN5 er koblet til Ruter1 på samme måte som LAN1 og LAN6. Subnettene, LAN1 til-og-med LAN6 skal være like store, og de skal være størst mulig. Hvor mange PC er kan du koble til hvert av disse nett? Hva blir masken på disse nett? Angi også nettadressen til to av disse nett, den med lavest og den med høyest adresse. Eksamen 16.Desember 2003 Side 3

4 PC11-(LAN 1) LAN 1 Internet Ruter LAN 2.. LAN 5 LAN 6 PC61- (LAN6) For å få 6 subnett må man bruke 3 bit av hostdelen i adressen. Det fordi = 6. Det blir da igjen 8-3=5 bit til host. Det gir 2 5-2= 30 host på hvert av subnettene. Masken blir , fordi det var nå 5 bit til host, og =224. For å finne nettadressene kan vi se litt nærmere på den siste byte i adressen Nå tas 3 bit av den til å lage subnett. Det gir følgende nettadresser: > (lavest adresse) > > > > > (høyest adresse) c) Ut ifra de resterende adressene skal du lage smånett, som tilkobles hovednettet via ISDN forbindelser. Hver av disse skal ha plass til maks 6 host. Ruter1 blir dermed utvidet med flere ISDN-tilkoblinger. Hvor mange slike smånett kan du få? Angi også nettnumret til det første av disse nett (det med lavest IP adresse), og nettmasken. (Husk at du må ha plass til ISDN-nettene også) (Det gikk dårlig fram av teksten at alle nettene skulle være like og ha 6 host. Løsninger med forskjellige størrelser må da gis poeng) Med maks 6 host på hvert av de smånettene, må det brukes en maske med 3 stk 0 ere, fordi: 2 3-2=6. Nettmasken til disse nett bli da (fordi =248) I den siste byten er allerede 3 bit brukt til subnett. Det blir da igjen: > (denne adressen må brukes til ISDN, ellers ville vi fått bare adresser nok til 2 ISDN-forbindelser) > (lavest adresse) > > > > Eksamen 16.Desember 2003 Side 4

5 Det hadde vært mulig å velge som den laveste adressen, og tatt fra den andre siden til ISDN. Vi har her 5 smånett, men vi får bare 4 nett, fordi vi får bare 4 ISDN-forbindelser. Vi kan ta bort det øvesrte nettet Da kunne vi fått 6 ISDN forbindelser, men fortsatt har vi bare 4 nett. d) Hva blir adressene til ISDN-forbindelsen til de smånettene du laget i punkt c). Angi nettnummeret og nettmasken til disse ISDN-nettene. En ISDN-forbindelse har to tilkoblingspunkter, og må da bruke en maske med 2 stk 0 ere, fordi 2 2-2=2 Nettmasken blir da De nummrene vi har igjen til ISDN-forbindelsene er: > > > (er bruk til smånettene. Hvis vi hadde tatt bort det øverste av smånettene, kunne dette nummer blitt brukt til ISDN) -> (er bruk til smånettene. Hvis vi hadde tatt bort det øverste av smånettene, kunne dette nummer blitt brukt til ISDN) -> > Oppgave nr. 5 (30%) a) Du skal dimensjonere et singlemodus fiberoptisk anlegg. Det brukes en fiberkabel med en dempning på 0,5 [db/km] og en dispersjon på 2,5 [ps/nm km], ved bølgelengden 1300 [nm]. Det brukes en 1300 [nm] laser som sender, og den har en innkoblet effekt i fiberen på +2,0 [dbm]. Laserens spektral båndbredde er 1,5 [nm]. Fiberkabelen er fast montert i begge ender. Det brukes altså ingen kontakter. Fiberkabelen leveres i lengder på 1 kilometer. Skjøtetapet er i gjennomsnitt 0,3 [db]. Innkoblingstap ved mottager er 1 [db]. 1) Hva blir maksimal kabelstrekning hvis man skal sende data med en hastighet på 50 [Gbit/s]? En hastighet på 50 Gbit/s krever en båndbredde på 25 GHz. Det gir en maksimal dispersjon t=0,44/25[ghz] = 0,44/( )= 0, =17, = 17,6 [ps] Vi får da: 17,6 = 2,5 1,5 x x = 17,6/(2,5 1,5) = 4,69 km 2) Hva blir kravet til følsomhet på mottageren hvis man bruker den maksimale kabelstrekningen? Vi setter da opp effektbudsjettet, med 3 db systemmargin: +2,0 1,0 4,69 0,5 4 0,3 3 = -5,545 dbm følsomhet Eksamen 16.Desember 2003 Side 5

6 b) Beskriv oppgavene til transportlaget, og om hvordan de oppgavene blir implementer. (Det er nok å ta med de essensielle oppgavene, de som det er lagt vekt på i undervisningen.) Oppgavene til transportlaget er å overføre data mellom to endepunkter. Transportlaget har flere kvalitetsnivåer. Graden av kontrollrutiner er gitt av valg på kvalitet. Det kan være fra en ukontrollert datagram pakke til en full sjekk virtual circuit forbindelse. Ved bruk at full kontroll, med ack-pakker, kommer ackpakkene fra endepunktet, dvs. Fra datamaskinen som skal ha dataene. Transportlaget skjuler også de underliggende lagene for applikasjonene. c) Beskriv oppgavene til nettverkslaget, og om hvordan de oppgavene blir implementer. (Det er nok å ta med de essensielle oppgavene, de som det er lagt vekt på i undervisningen.) Oppgavene til nettverkslaget er å ruten en pakke igjennom nettverket til endepunktet. På en IP pakke ligger adressen i IP adressen. Enhver PC i Internet har sin unike IP-adresse. På bakgrunn av den adressen vil nettverkslaget rute pakken fra sender til mottager. d) Anta at du har en koakskabel med karakteristisk impedans på 50 [Ω]. Denne kabelen er blitt feil avsluttet i begge ender. Ved mottagerenden er det blitt satt på en motstand på 1 [KΩ]. Ved sendersiden er det ved en feiltagelse blitt satt inn en ekstra motstand på 50 [Ω] i serie med kabelen (se figur under). Lag en figur av signalforløpet ved hver ende, punkt A og B, og beskriv hva det er vi ser. Legg vekt på å få riktige spenninger og tidsskala på din figur. Du kan anta at det ikke er noen dempning i kabelen, og at hastigheten er [m/s]. Kabelen er 100 [m] lang. Velg en amplitude på 5 [V], og en pulslengde på 250 [ns], på utsendt puls. Pulsgenerator 50 Ω B 50 Ω A Kabel 50 Ω 1 ΚΩ Eksamen 16.Desember 2003 Side 6

7 3,0V Ved generator 2,5V 250ns 0,9V 0,27V 0 250ns 500ns 750ns 1000ns 1250ns B A 18,1V C D 4,75V Ved kabelende 1,425V 0,4275V A2 B2 C2 Amplituden for puls A, ved generator (i punkt A) er 5V(50/100) = 2,5V. Da den pulsen kommer til kabelenden og det er en mistilpasning, vil en del av pulsen reflekteres tilbake. Hvor mye som reflekteres tilbake er gitt av U R /U F = (R-R 0 )/(R+R 0 ) = ( ) / ( ) = 0,9 Størrelsen på pulsen ved kabelenden (A2) er da 2,5+2,5 0,9 = 4,75V. Den pulsen som reflekteres tilbake er på 2,5 0,9 = 2,25V. Da den kommer til utgangspunktet (ved generatoren) er det en misstilpasning. U R /U F = (R-R 0 )/(R+R 0 ) = (100-50) / (100+50) = 0,33. En tredjedel av den pulsen blir altså sendt tilbake igjen. Den er da på 2,25 0,33 = 0,75 V. Ved generatoren blir pulshøyden da 2,25+0,75 = 3,00 Volt. Pulsen som går ut i kabelen igjen er på 0,75 Volt. 0,9 av den blir reflektert tilbake ved kabellenden. Vi måler da der (B2) en puls på 0,75 + 0,75 0,9 = 1,425V. Da den 0,75 0,9=0,675 V pulsen kommer tilbake til generatoren igjen vil 0,33 av den bli sendt tilbake igjen. Pulsen i C er da 0,675+0,675 0,33= 0,9 V. Pulsen i C2 er da 0,225+0,225 0,9 = 0,4275V. Pulsen i D er 0,2025+0,2025 0,33= 0,27 V. Slik fortsetter det. Eksamen 16.Desember 2003 Side 7