SO860E Telekomm. og datanett 8. des fasit Side 1 av 7

Transkript

1 SO860E Telekomm. og datanett 8. des fasit Side 1 av 7 Oppgåve 1 (5 %) Det skal genererast ein digital signatur i eit asymmetrisk krypteringssystem. Ein skal mao. oppnå både autentisering og dataintegritet. Forklar korleis det kan gjerast på ein slik måte at dokumentet vert overført som klårtekst, ikkje kryptotekst. Kva slag nykel [A eller B, privat eller offentleg] skal avsendaren (A) kryptere med, og kva slag nykel skal mottakaren (B) dekryptere med? Gje grunn for svaret! A skal generere sjekksum og kryptere sjekksummen med A sin private nykel. Asymmetrisk kryptering er ressurskrevjande. Forklar løysinga som er innført i kryptoprotokollar (SSH, SSL oa.) for å auke effektiviteten i dataoverføringa. Asymmetrisk kryptering er ressurskrevjande og vert brukt berre som «kurerteneste» for å overføre symmetriske kryptonyklar. Nyttedata vert overførde med symmetrisk kryptering. Oppgåve 2 (10 %) Ein seier at TCP (Transmission Control Protocol) og UDP (User Datagram Protocol) er ende til ende-protokollar, medan IP er ein ledd for ledd-protokoll. Teikn ei skisse, og forklar skilnaden mellom dei to typane. Ende til ende: Entitetar berre i endepunkta. Ledd for ledd: Entitetar i mellomliggjande nodar er òg involverte. Kva for ein protokoll, UDP eller TCP, bør nyttast som underliggjande transportprotokoll for kvar av dei følgjande applikasjonstypane? Skriv ei kort grunngjeving for kvart punkt. overføring av tale i sann tid (IP-telefoni) overføring av ei fil som inneheld binære data databaseoppslag der det er ein fordel med snøgg respons UDP (sanntidskrav) TCP (pålitelegheit) UDP (oppkoplingsforseinking) Forklar korleis ARQ-mekanismen i TCP (utan metningskontroll) kan føre til at pakketap på IP-laget får ein sjølvforsterkande effekt. Trafikk => Pakketap => Retransmisjonar => Auka trafikk => Endå fleire pakketap

2 SO860E Telekomm. og datanett 8. des fasit Side 2 av 7 TCP bruker ein mekanisme for metningskontroll. Forklar verkemåten kort. Separat metningsvindauga vert redusert til låg verdi ved tildsutløp av retransmisjonsklokka, men vert auka eksponentielt opp til den halve verdien. Deretter lineæar auke for å utsetje ev. ny metning. Oppgåve 3 (15 %) Maskin B mottek ein oktettstraum frå maskin A, parallelt med at maskin A mottek ein oktettstraum frå maskin B, gjennom ein TCP virtuell kanal som er i dataoverføringsfasen. Alle segmenta inneheld 1500 oktettar i datafeltet. Sjå tidsforløpet nedanfor: A B okt > 4 SEQ = ACK = < okt SEQ = ACK = okt > 6 SEQ = ACK = < okt SEQ = ACK = okt > 8 SEQ = ACK = < okt SEQ =?? ACK =?? Eitt av TCP-segmenta frå B går tapt undervegs før det kjem fram til A. Kva nummer har det? 7 Finn SEQ- og ACK-verdiane som ikkje er oppgjevne for TCP-segment nr Det er maskin A som opnar TCP-kanalen mot maskin B ved å bruke 3-way handshake rett før dataoverføringa byrjar. Finn SEQ- og ACK-verdiane i TCP-segmenta 1, 2 og

3 SO860E Telekomm. og datanett 8. des fasit Side 3 av Oppgåve 4 (25 %) Ein PC har denne IP-konfigureringa: IP address: Subnet mask: Default gateway: Rekn ut NetID-lengda (N-verdien) for dette logiske nettet. 23 Skriv opp nettadressa (NetID etterfølgd av HostID = 0) på CIDR-format: aaa.aaa.aaa.aaa/nn /23 PC-en skal sende ei IP-pakke til mottakaradressa Skal avsendaren bruke direkte sending eller indirekte sending? Vis detaljert korleis ein bruker maskering og samanlikning av binære verdiar for å finne svaret. (Alternativt kan ein bruke ein annan måte å finne svaret på, men det gjev ikkje full poengutteljing.) Adresse A: Nettmaske A: AND Net-ID A: Adresse B: Nettmaske A: AND Samsv. bit: Net-ID A: Samsv. bit: XOR Resultat: Konklusjon: Indirekte sending. Finn den minste IP-adressa og den største IP-adressa som vertsmaskiner (PC-ar eller rutarinngangar) i dette logiske nettet kan tildelast.

4 SO860E Telekomm. og datanett 8. des fasit Side 4 av 7 Rekn ut kor mange vertsmaskiner det er kapasitet til i dette nettet e) Dette logiske nettet skal delast opp (partisjonerast) i fire nye nett, kvart av dei med ein firedels storleik i høve til det opphavlege nettet. Finn nettadressene (jf. deloppgåve på CIDR-format for dei fire nye logiske netta / / / /25 Oppgåve 5 (10 %) Kva meiner ein eigentleg når ein snakkar om eit synkront signal? Kva for eigenskapar har eit slikt signal? Isokront. Nytt symbol kjem med fast tidsintervall. Eit elastisk lager kan brukast til å redusere jitter. Forklar korleis konstruksjonen i figuren på side 4 fungerer. Nemn spesielt kva for informasjon som vert overført på dei fem inn- og utgangane.

5 SO860E Telekomm. og datanett 8. des fasit Side 5 av 7 Sjå lærestoffet. Dersom eit elastisk lager står mellom to plesiokrone transmisjonssystem, oppstår ein situasjon med bitglipp. Forklar detaljert kva som hender. Overflyt fører til N tapte bit. Underflyt fører til N dupliserte bit. Det elastiske lageret kan utformast slik at ein oppnår kontrollerte bitglipp. Forklar kva det inneber. Kva er fordelen med det? Registerlengda N er eit heiltals multiplum av rammelengda. Ein kan unngå rammesynkroniseringsfeil (men ikkje datafeil). Oppgåve 6 (20 %) Skriv opp dei viktigaste karakteristikkane for 10 Mbit/s og for 100 Mbit/s Ethernet / IEEE lokalnett som er i bruk. Nemn ma. nett-topologiar (kablingsmønster), avstandar, kabeltypar og pluggar. 10base-T: 2 tvinna par cat. 3; stjerne(hubb/svitsj)/punkt-til-punkt; maks. 100 meter; RJ-45-konnektor. 100base-TX: 2 tvinna par cat. 5; stjerne(svitsj)/punkt-til-punkt; maks. 100 meter; RJ-45- konnektor. Kvifor fungerer ein Ethernet-svitsj likeins som ein hubb (mtp. kringkasting) rett etter spenningspåslag? MAC-tabellen er tom; rammer til MAC-adresser det ikkje finst tabellinnslag på vert kringkasta. Kva er føremålet med preamble-feltet i ei MAC-ramme for Ethernet / IEEE 802.3? Preamble er eit firkant-pulstog som skal synkronisere mottakaren med sendaren. Trådlause lokalnett IEEE bruker CSMA/CA (Carrier Sense, Multiple Access, Collision Avoidance) som aksessmetode. Forklar kvifor det i CSMA/CA vert sendt kvittering (ACK/NAK) på dei overførte rammene. I eit radiosystem der sendaren og mottakaren opererer på ein og same radiofrekvens må mottakaren vere fråkopla når sendaren er aktiv. Difor kan kollisjonar ikkje detekterast, slik som i CSMA/CD. Då er den einaste mogelege måten å få til retransmisjon etter tap pga. kollisjonar å bruka ARQ. Dei nemnde ACK/NAK inngår i ein slik ARQ-mekanisme på

6 SO860E Telekomm. og datanett 8. des fasit Side 6 av 7 lenkjelaget. Eit anna moment er at bitfeilraten i radiobaserte nett er mykje høgare enn i trådbundne lokalnett (Ethernet), og utan ARQ ville rammetap ha fått tenester over TCP til å gå svært trått pga. mange retransmisjonar ende til ende. Og UDP kunne på si side ha vore ubrukeleg i ein del samanhangar. Merk at denne ARQ-mekanismen ikkje gjev påliteleg teneste, for det er sett ei øvre grense for talet på retransmisjonar. e) Skisser ein situasjon der dei trådlause klientstasjonane er plasserte slik at det er ein fordel å bruke RTS/CTS-mekanismen. Dersom ikkje alle klientstasjonane har direkte radiokontakt med kvarandre, fungerer ikkje lytt og vent-mekanismen optimalt. Då bør RTS/CTS brukast for å reservere sendetid, slik at sannsynlegheita for og konsekvensen av rammekollisjonar kan reduserast. Oppgåve 7 (15 %) Bitsekvensen skal overførast i basisband. Bitraten er 100 kbit/s. Framstill spenninga som funksjon av tida for desse linekodene skaler tidsaksen med tidsverdiar: Bipolar NRZ (No Return to Zero) 2B1Q AMI Bifase (Manchester) Kva er symbolraten (signaleringsraten; baudraten) for kvar av dei fire linekodane? Bipolar NRZ: 100 kbaud 2B1Q: AMI: Bifase: 50 kbaud 100 kbaud 200 kbaud Kva er fordelen med å bruke ein sjølvsynkroniserande kode? Forklar at linekoden Bifase (Manchester) har denne eigenskapen. I motsett fall trengst separat synkroniseringsbuss eller anisokron start/stopp-mekanisme. Alltid spenningsflanke mellom fyrste og siste symbol. Tenk deg at du skal konstruere eit basisband transmisjonssystem der du skal bruke eit transmisjonsmedium som har stor bandbreidd, men som òg har dårleg S/N (signal/støy-forhol over heile frekvensområdet. Bør du då velje ein linekode med mange spenningsnivå, og mange bit pr. symbol, eller få spenningsnivå, og få bit pr. symbol? Gje grunn for svaret.

7 SO860E Telekomm. og datanett 8. des fasit Side 7 av 7 Få spenningsnivå, og få bit pr. symbol. Det dårlege S/N gjer at det berre kan nyttast linekode med stor avstand mellom spenningsnivåa, elles ville bitfeilraten ha vorte for høg. Men til vederlag gjer den store bandbreidda at symbolraten kan vere høg. Figuren viser fordelingsfunksjonar for punktprøver av eit motteke digitalt signal. Dei er normalfordelte rundt kvar sin middelverdi, som er dei to symbolspenningsverdiane V og +V. Variansen (σ 2 ) i er den same i båe fordelingane, og tilsvarer effekten i den additive, kvite støyen. Linekoden er bipolar NRZ. Ein går ut frå at «0» og «1» er like sannsynlege, slik at optimalt desisjonsnivå er 0 V. Då vert punktprøveverdiar større enn 0 V dekoda til «1», og dei mindre enn 0 V vert dekoda til «0». Rekn ut eit uttrykk for bitfeilraten til det mottekne signalet. Uttrykket skal innehalde ma. eit integralteikn, V og σ. e V σ 1 2π 2 x 2 P = e dx = Q ( V ) σ