Datateknikk TELE1005-A 15H HiST-FT-IEFE

Transkript

1 Datateknikk TELE1005-A 15H HiST-FT-IEFE Delemne digitalteknikk og datakommunikasjon Øving 5 (del I); løysing Oppgåve 1 Lærestoff i kap. 2.4 og 2.5 Forklar (kort) med eigne ord kvifor ein bruker ein lagdelt modell for pakkesvitsja datakommunikasjon. Datakommunikasjon er komplisert, og det gjev betre oversyn å gruppera arbeidsoppgåvene i fleire lag. På kvart lag finst det eit sett av rutinar som tek seg av oppgåver som har tydeleg skyldskap med kvarandre. Grensesnitt mellom dei ulike laga er definerte, slik at eit lag kan bruka tenestene på laget under. Og eit lag kan tilby tenester til laget over. Dessutan «kamuflerer» eit lag i OSI-modellen detaljane i laget som ligg under. Lagdelingsteknikken gjer det mogeleg å byta ut delkomponentar i modellen utan at det må få konsekvensar for funksjonaliteten på dei andre laga. Kva er ein kommunikasjonsprotokoll? Eit system av definisjonar for meldingsformat og regelsett for utveksling av data mellom (eller innanføre) kommunikasjonsvertar. I eit lagdelt system vil det seia utveksling av data mellom entitetar som høyrer heime på eitt og same laget. Kvifor eignar eit pakkesvisja nett seg betre enn eit linesvitsja nett for skurfordelt trafikk? Det er meir effektivt å tildela overføringskapasitet dynamisk når skurfordelte data skal overførast, for då kan andre brukarar utnytta kapasiteten når ein brukar ikkje overfører data sjølv. Transmisjonsmediet er gjerne felles for alle brukarane, og då kan det godt ha stor kapasitet (høg bitrate) utan at det vert for høge kostnader for kvar einskild brukar. I eit linesvitsja nett vil brukarane oppnå lågare bitrate, for der er sambanda individuelle. Dersom det i tillegg er ein del pausar i dataoverføringa, vert resultatet dårleg utnytting av overføringskapasiteten. d) Kva har ein sesjon i eit pakkesvitsja nett til felles med ein samtale i eit linesvitsja nett? I båe tilfella er kommunikasjonen sesjonsorientert (tilstandsbasert): Ein sesjon vert kopla opp før dataoverføringa og kopla ned etterpå: oppkoplingsfase (tildeling av ressursar, ev. overøring av adresseinfo.) overføringsfase (brukarinformasjon ende til ende) nedkoplingsfase (frigjering av ressursar) [Ein virtuell kanal kan ev. vera kopla opp gjennom nodane slik at han fylgjer ein eintydig veg gjennom nettet, men dette gjeld generelt ikkje for TCP over IP.]

2 Oppgåve 2 Lærestoff i kap. 3.3 Ein overfører ikkje e-post direkte over ei einskild TCP-forbinding ende til ende frå sendar til mottakar. Kva ville ha vore den store ulempa med ei slik løysing? Mottakar-klienten måtte ha vore kontinuerleg oppe og fast tilknytt IP-nettet. Det ville ha vore ei upraktisk løysing for brukarar som koplar seg til berre i korte tidsrom. Ev. nedetid i det mellomliggjande nettet ville òg ha ført til problem for ei slik løysing. Nemn nokre av kommandoane i POP3-protokollen som ein klient kan senda mot ein tenar. Sjå ev. standarddokumentet RFC 1939: USER PASS LIST RETR DELE QUIT Brukarnamn for postkasse Passord (Merk: Ukryptert overføring!) Lista opp eit oversyn over innhaldet i postkassa, med lengd i oktettar Lasta ned melding nr. frå postkassa Sletta melding nr. frå postkassa Nedkopling av TCP-sesjonen Nyare versjonar av POP3-applikasjonar stør òg: APOP Brukarnamn og kryptert passord Sjå òg RFC 1939: Kva er Base64-koding? Vert det overførte datavolumet større eller mindre enn det opphavlege som fylgje av denne kodinga, og i så fall kor mykje? Base64-koding er ein mekanisme for å representere bitsekvensar frå binærfiler ved å omforma dei til skrivbare 7-bit ASCII-teikn. 6 og 6 bitar av binærdatafila vert konverterte til eitt av 64 teikn: {A Z}, {a z}, {0 9}, + og /. Teiknet = vert brukt som utfylling for å oppnå eintydig slutt. 3 og 3 oktettar binærdata vert omforma til 4 og 4 ASCII-teikn. Kvart ASCII-teikn vert overført som åtte bit; TCP/IP er oktettorientert. Konsekvensen for den overførde datamengda er at ho aukar med ein faktor 4/3 eller 33⅓ % (frå 24 til 32 bit eller, om ein vil, med to ekstra bit for kvar sjette databit). Sjå òg RFC 3548: Oppgåve 3 Lærestoff i kap og 4.7 Kva er hovudføremålet med å bruka ein transportprotokoll i eit datanett? Transportprotokollen skal tilby ende til ende-kommunikasjon mellom to definerte endepunkt. (I

3 TCP/IP er desse endepunkta portar, adresserte grensesnitt mot spesifikke applikasjonsentitetar). Protokollen skal «kamuflera» det mellomliggjande nettet, slik at dei to applikasjonsentitetane er logisk (tilsynelatande) direkte samankopla. Transportlaget kan ev. tilby påliteleg overføring (auka tenestekvalitet). TCP (Transmission Control Protocol) tilbyd slik påliteleg overføring mellom dei to portane. Kva er dei to viktigaste skilnadene mellom TCP (Transmission Control Protocol) og UDP (User Datagram Protocol)? TCP er sesjonsorientert (oppkopling, dataoverføring og nedkopling), medan UDP er datagramorientert («send og gløym»). TCP tilbyd påliteleg overføring av data, m.a. ved å bruka ARQ, flytkontroll og metningskontroll. UDP er like upåliteleg som det dei underliggjande laga er, men protokollen kan vera betre eigna til sanntidstenester og korte transaksjonar pga. mindre tidsforseinking. Korleis fungerer ein ARQ-protokoll (Automatic Repeat Request)? Svar kort! Svar: «Automatic Repeat Request» er ein protokollteknikk der primær (sendaren av dat ventar på ei kvittering frå sekundær (mottakaren av dat om at ei datapakke er komen fram feilfritt. Dersom det kjem ei negativ kvittering, eller inga positiv kvittering er komen før retransmisjonsklokka har nådd null, vert datapakka send om att. Kvar datapakke har eit sekvensnummer som m.a. kan brukast til å sortera ut dupliserte datapakker. d) Kva er ein kortlivd port (Short Lived Port)? Kvifor er ein kortlivd port i utgangspunktet ikkje eigna til å brukast i ein tenarapplikasjon? For kvar einaste TCP- (eller UDP-) sesjon som skal setjast opp, vert eit portnummer trekt ut vilkårleg frå ein felles ressurs i intervallet Ei tenarapplikasjon er avhengig av å vera tilgjengeleg for klientar gjennom eit eintydig portnummer, som i dei fleste tilfella er det veldefinerte portnummeret. (Well Known Port). Ein kortlivd port vil få eit nytt portnummer for kvar nye sesjon som vert sett opp, og det portnummeret er ukjent for klienten (minder applikasjonsprotokollen overfører tilleggsinformasjon som inneheld den kortlivde portadressa; ei slik løysing er brukt i t.d. FTP) e) Forklår kvifor overføringskapasiteten (den gjennomsnittlege bitraten) til ein TCP-sesjon vert redusert dersom startverdien for retransmisjonsklokka er sett til ein for liten verdi. Dersom startverdien er sett til ein for høg verdi, kan òg overføringskapasiteten verta redusert. Forklar kort. Ved eit ev. pakketap vil det gå overflødig lang ventetid før retransmisjonsklokka når null og TCP-segmentet vert retransmittert. Dersom startverdien er mindre enn sløyfeforseinkinga for den aktuelle TCP-sesjonen, vil retransmisjonsklokka nå null før mottakskvitteringa (ACK) kjem fram. Resultatet er at TCPsegmentet vert retransmittert til ingen nytte og stel kapasitet til annan trafikk. f) Forklår kort korleis Window-parameteren i TCP-header kan nyttast til å kontrollera dataflyten mellom endepunkta i ein TCP-sesjon.

4 I Window-parameteren kan ein mottakande entitet senda ynskjemål til sendarentiteten om sendevindaugstorleik. Fyrst og fremst er det eit mål å unngå at sendevindauga er større enn tilgjengeleg kapasitet i mottaksbufferet, slik at bufferoverflyt vert mindre sannsynleg. I tillegg kan det vera eit mål å dempa trafikken mtp. å redusera prosessorlasta hjå mottakaren. Oppgåve 4 Lærestoff i kap. 4.7 Vertsmaskin B mottek ein oktettstraum frå vertsmaskin A, som på si side returnerer ein annan oktettstraum til B. Sjå det (ufullstendige) tidssekvensskjemaet under. TCP-segmenta nr. 3 og nr. 5 gjekk tapt før dei kom fram til vertsmaskin B. A oct > SEQ = 3564 ACK = B SEQ = ACK = 5064 \ / oct X SEQ = 5064 / \ ACK = SEQ = \ / oct X SEQ =? / \ SEQ = Skriv opp header-data (SEQ og ACK) i TCP-segmenta nr. 4, nr. 5 og nr. 6. Det 4. TCP-segmentet repeterer kvitteringsverdien i segment nr. 2, som er det siste i ein

5 komplett sekvens: ACK=5064 Det 5. TCP-segmentet inneheld ei kvittering for det 4. segmentet: ACK=21980 Oppgåveteksten seier ikkje eksplisitt om segmentet er ei vanleg sending eller om det er ein retransmisjon: dersom retransmisjonsklokka for segment nr. 3 ikkje gjekk ut, er segment nr. 5 ei vanleg sending; SEQ=6564 dersom retransmisjonsklokka for segment nr. 3 gjekk ut, er segment nr. 5 ein retransmisjon av segment nr. 3; SEQ=5064 Det 6. segmentet repeterer kvitteringa i det 2. og i det 4. segmentet: ACK=5064