Høgskolen i Molde Institutt for Informatikk Prøveeksamen 2 in270: Datakommunikasjon Våren 2003 Skisse til svar: bokmål Hjelpemidler: Kalkulator Oppgavesettet består av to (2) sider inkludert forsiden
Les dette før du begynner: Oppgavene skal løses på eget ark. Faglærer vil komme rundt et par ganger og besvare eventuelle spørsmål. Vær presis, forklar din tolkning av hver oppgave, hvordan du resonnerer. Unngå blanke svar, de gir selvsagt dårligste mulige delkarakter, forsøk å gi et svar på alle spørsmål. Skriv pent og forståelig! Lykke til!. Hva er en WBC i FDDI-II? Vis med presis og enkel utregning, en WBC s kapasitet i bit/sekund. Si kort litt om innkvartering og plassbehov for en enkelt PCM-kanal i FDDI-II? Skisse til svar: Det er en Wideband Channel (WBC). I FDDI-II styrer en cycle master utsendingen av tog med vogner 8000 ganger per sekund. Hver vogn har 2 kupé er, og i hver kupé vil en WBC ha avsatt 8 byte. I og med at hver kupé har plass til 28 byte er det plass til 6 samtidige WBC i en vogn. Kapasitet for en enkelt WBC er da 8000 vogn sec 2kupé vogn 8 byte kupé 8 bit byte = 6.44 06 bit sec En PCM trenger en byte per vogn, og cycle master bestemmer i hvilken kupé denne skal ligge. I forhold til Halsall s bok er begrepene litt endret: Han sier frame om vogn og group om kupé. 2. Forklar forskjell på circuit switching, VC switching og packet switching i forbindelse med ISDN. Hvordan pakkes informasjon eventuelt i hver type? Hvordan sikres senderne at det er kapasitet i nettet? Skisse til svar: I circuit switching, blir det satt opp en lag- forbindelse mellom partene. Denne har en fast kapasitet, f.eks. 64 Kb/s uforandret og ikkedelt med andre sendere. Informasjon vil alltid følge denne circuit og trenger ikke pakkes inn. I VC switching ber sender om en virtuell circuit (VC) til angitt mottaker. Det blir deretter satt opp en VC på lag 2. Senderne blir tildelt en VC-merkelapp (tag) som skal påklistres alle pakker som sendes. Hver node inne i nettet får sine rutetabeller satt opp, klar til å svitsje disse pakkene basert på hvordan de er tagget. Pakkene blir videresendt på linjer som deles med andre linjer, og sikker kapasitet er mulig gjennom at nettet ikke lar flere sendere komme til enn det er kapasitet for. Med VC menes jo, at en har en virtuell krets, ikke en fysisk dedikert krets som i circuit switching. I pakkesvitsjing skal alle pakkene ha mottakerens adresse påklistret og hver node vil rute videre etter hva noden tror er den beste rute til mottaker. Ruten kan endres underveis. I og med at det ikke er noen forhåndsoppsett kan en node i perioder oppleve at en link er overbelastet og at det hoper seg opp med pakker. Dette blir da problematisk for mottakerne som kanskje har tidskrav i forbindelse med avspilling av lyd etc. 3. Forklar hvordan lastkontroll (congestion control) skjer i Frame Relay (FR). Relater til felt i FR-hodet. Skisse til svar: Senderen er TE (terminal equipment) eller konsentrator CIE (customer interconnection equipment). I FR-abonnementet er det beskrevet
hvilken bitrate en kan sende med. Hvis TE/CIE ser at avtalen overgås (en sender mer enn avtalen sier) kan/bør TE/CIE merke DE (Discard Eligibility) i FR-hodet. Overbelastede FR-noder kan da droppe FR-pakker som er merket som DE. De samme noder kan også merke FR-pakker som FECN eller BECN (Forward og Backward Explicit Congestion Notification). Begge er signal til mottaker og sender, om at nettet er overbelastet, og en håper da på tiltak fra brukerne (TE/CIE) som reduserer eller fjerner videre last. 4. Hva menes med bit-synkron overføring? Hvordan oppnås dette i ISDN og hva blir baudraten? Skisse til svar: I synkron overføring vil hver bit kodes slik at det er hyppige nok endringer i signalet. Disse endringene gjør at mottaker klarer å holde seg bitsynkronisert, og dermed sample på korrekt tidspunkt. ISDN brukern en 2BQ kode der 2 bit kodes som en av fire linjenivå. Baudraten blir /2 (ett symbol sendt for to binære symbol. 5. Foreslå tre ulike anvendelser av en ISDN BRI tilkobling. Forklar først hva BRI er. Relater til subrate multiplexing. Skisse til svar: I BRI gis 2B+D full duplex, altså 2 stykk 64 Kb/s og stykk 6 Kb/s kanal. Til vanlig telefoni kan en ha to samtaler i gang samtidig over 2B (D brukes til signallering). En kan ha en samtale og en PC-tilknytning (D brukes fremdeles til signallering). Eller, alle 44 Kb/s kan brukes til PC mot Internett (ISP). Lavrate PC-tilkobling kan skje over D-kanal samtidig med stemme, hvis abonnementet tillater dette. Med subrate multiplexing vil en sende flere koblinger over f.eks. en B-kanal. Med 8 Kb/s komprimert digital stemme kan en ha 8 slike underkanaler over en B-kanal, som eksempel. 6. Hva er hensikten med algoritmen spanning tree? Hvilket problem er det som løses? Skisse til svar: I rutingsystem basert på broer (lag 2, datalink), vil hver bro prøve å lære seg hvilke DTE som er på hvilke porter. Når en pakke ankommer inn til en port (fra et segment) har den avsender og mottaker: Broen vet at avsender befinner seg på denne porten. Men, broen vet ikke hvor mottaker er og kringkaster da pakken til alle andre porter. Håpen er at mottaker tilslutt får pakken, og ganske raskt sender en i retur til avsender: Med returpakken vil broen vite hvilken port mottaker befinner seg på. Dette fungerer fint i løkkefrie nett. Hvis nettet derimot har løkker, kommer denne pakken tilbake og vil gå i evig løkke. Dette må unngås, og broene finner da tidlig ut et spanning tre, som gir en løkkefri rute som treffer alle broene i nettet. En bro vil da bare sende denne kringkastingspakken over porter som er med i spanning tre. 7. Diskuter bruk av NAK og/eller sendetimere i Idle RQ? Relater spesielt til utnyttelse. 2
Skisse til svar: Med NAK vil senderen raskt få beskjed om feil eller manglende I-frames. Skulle senderen vente til timeren gikk av, ville linjen stå lengre ubenyttet. 8. Lag et spanning tree av system i Figur. Si kort hva du gjør for hvert steg i arbeidet og eventuelle forutsetninger du antar. L 6 4 p p p 3 p 3 L 6 p p p 2 L 2 L 3 5 L 5 p 7 L 4 Figur : Utgangspunkt nett. Skisse til svar: Følgende steg ble utført for å finne spanning tree. Jeg har brukt notasjon n i for node i (node det samme som bro): (a) Det er ikke sagt i teksten, men jeg antar at alle noder har lik prioritet. Velger da den med lavest ID, altså n som rotnode. (b) Skal finne korteste vei til rotnode fra alle andre noder. Nodene har flere porter (f.eks. n 2 har porter p og. Velger den som har lavest kostnad til rot. I boken kalles dette lowest root path cost. Kostnaden er beregnet som sum av kostnad for alle segment (L i ) som ligger mellom node og rotnode. Det er ikke sagt i teksten, men jeg antar at alle L i har lik kostnad, f.eks.. node 2 p og har kostnad 2 og 3, velger p node 3 p og har kostnad 3 og 2, velger node 4 p, og p 3 har kostnad 3, 3 og 2, velger p 3 node 5 p og har kostnad 4 og, velger node 6 p og har kostnad 2 og 3, velger p node 7 p og har kostnad 4 og, velger Dette gir listen (node,port): (2,), (3,2), (4,3), (5,2), (6,) og (7,2). (c) Skal finne korteste vei fra segment til rotnode. I boken kalles dette designated port cost. Her kan en ikke velge en vei som er valgt i forrige punkt: 3
L node 7 (p ) har kostnad (lavest), velger 7 L 2 node 4 ( ) og node 2 ( ) har kostnad 2, velger den med lavest ID, node 2 L 3 node ( ) har kostnad 0 (lavest), velger L 4 node (p ) har kostnad 0 (lavest), velger L 5 node 3 (p ), node 4 (p ) og node 6 ( ) har kostnad 2 velger den med lavest ID, node 3 bare node 5 (p ) igjen (resten valgt i forrige punkt) L 6 Dette gir listen (segment,node): (,7), (4,7), (3,), (4,), (5,3) og (6,5). I figur 2 vises resultatet. L 6 4 p p p 3 L 5 p p 3 L 6 p p p 2 5 L 2 L 3 7 L 4 Figur 2: Ferdig spanningtree for nett. Node er rotnode. Blå tykk linje gir korteste vei (fra node til rotnode, steg (b)), rød tykk linje gir korteste vei (fra segment til rotnode, steg (c)). Tynne linjer ikke med i spanningtree. 9. Beskriv kort stemmepakking av PCM over Frame Relay. En skal utføre en samtale mellom to personer. hvis en bruker max pakkestørrelse hvis en har krav om levering så ofte som hvert 3de millisekund Skisse til svar: En samtale mellom to personer krever at avgitt lyd presenteres jevnlig hos den andre part. I PCM genereres stykk byte per sample, 8000 ganger per sekund (hvert /8000 de sekund). Max pakkestørrelse er 900 Byte, hvilket betyr levering hver 900/8000 sekund hvis vi skal fylle maxpakken. Dette blir for sjelden. I PCM kommer ny byte hver 25µs. I løpet av 3 ms (samme som 3000 µs) fyller en opp 3000/25=24 Byte i hver pakke. Det er ingen uttalt minimum pakkestørrelse i Frame Relay. 0. Beskriv ADSL der du fokuserer på spektrum og oppdeling av dette. Si kort hva som er asymmetrisk, og hvorfor (for hvem) dette er en passende ordning. Skisse til svar: ADSL er Asymmetric Digital Subscriber Line og er en måte å overføre over vanlige kobberpar med ca. Mhz brukbart spektrum totalt. 0-25 4
Khz brukes til vanlig tale (POTS). Resten brukes til data. Databits overføres i parallell over lavrate kanaler på 4 Khz (60 Kb/s). Upstream (fra hus til telefonsentral) finner en 25 slike kanaler, tilsammen 25 60 = 500 Kb/s. Downstream (motsatt, inn til hus) finner en 200 kanaler, tilsammen 200 60 = 2000 Kb/s. Ikke alle kanalene har gode sendeforhold, så det forhandles underveis om hvilke som har god nok SNR for overføring. Noen blir da slått av slik at raten må reduseres. Teleselskapene kan også strupe raten av andre årsaker. Dette er altså asymmetrisk da det gir større rate inn enn ut (greit for f.eks. websurfing der en sender ut korte henvendelser og får større objekt (bilder, lyd) tilbake).. Anta at en har et IEEE802.2 nett med to nivå. Diskuter kort mulighetene og problemene forbundet med å få til interaktive PCM-samtaler til over et slikt nett. Skisse til svar: En har to prioritetsklasser. En forutsetning er at pakkene med stemme har høy prioritet. Rothub vil fra DTE eller underhub, motta interrupt om at det foreligger en høyt prioritert pakke og avbryte eventuelle lavprioriterte sendinger. Hvis det er for mange høyt prioriterte sendere, vil en likevel få vanskeligheter med å sikre leveringstidene. 2. Forferdelig mange system har et CRC-felt sist i pakken. Hva brukes dette til, hvorfor ligger det sist i pakken, hva koster det, og hva er to alternativ til CRC? Skisse til svar: CRC er Cyclic Redundancy Check og er en type sjekksum, beregnet av avsender. Sjekksum beregnes også av mottaker og skal stemme med CRC hvis feilfri. Det tar tid å beregne CRC, og det bruker linkkapasitet. CRC er jo nettopp en kontroll av det som ligger foran og beregningen skjer da etter at en har sendt (mottatt) dette. Det er da naturlig og optimalt at CRC-feltet ligger sist. Alternativet er å ikke legge med CRC hvis en rett og slett ikke er bekymret for feil. Et tredje alternativ er å sende med FEC (Forward Error Correction) som gjør mottaker i stand til å fikse feilen. Med CRC må mottaker be senderen om å sende pakken om igjen hvis feilen ikke er akseptabel. FEC sparer altså omsendingen, men krever mer informasjon i sjekksum-feltet. 5