4.11. Feladatok

  1. Ennél a feladatnál a 4. fejezet egyik képletét kell használnia. A megoldás előtt adja meg a használt képletet is! Az átvitelre szánt keretek véletlenszerű időközönként jelennek meg egy 100 Mb/s-os csatornán. Ha egy keret megérkezésekor a csatorna foglalt, akkor a keret egy várakozási sorba kerül. A keretek hosszának eloszlása exponenciális, 10 000 bites várható értékkel. Adja meg egy átlagos keret által elszenvedett késleltetést (beleértve a sorbaállás és az átvitel idejét is) a következő érkezési sebességek esetére! (a) 90 keret/s. (b) 900 keret/s. (c) 9000 keret/s.

  2. Egy N állomásból álló csoport egyetlen, 56 kb/s-os, egyszerű ALOHA-csatornán osztozik. Az állomások 1000 bites kereteiket átlagosan 100 s-onként küldik el még akkor is, ha az előző kereteiket sem tudták elküldeni (például az állomások pufferelnek). Mekkora lehet N maximális értéke?

  3. Vegyük a késleltetést egyszerű és időszeletelt ALOHA esetén, ha a terhelés kicsi! Melyik a kisebb? Adjon magyarázatot!

  4. Egy nagyszámú ALOHA-felhasználókból álló populáció, az eredeti és az újraadásokat együtt számolva, 50 kérést bocsát ki másodpercenként. Az időszeletek 40 ms hosszúak. (a) Mi az első kísérlet sikerességének valószínűsége? (b) Mi a valószínűsége pontosan ütközésnek, majd utána a sikernek? (c) Mi az adási kísérletek számának várható értéke?

  5. Egy végtelen populációjú időszeletelt ALOHA-rendszerben egy állomásnak átlagosan 4 rést kell várnia egy ütközés és az azt követő újraküldés között. Rajzolja fel a rendszer késleltetésgörbéjét az áteresztőképesség függvényében!

  6. Mekkora a hossza a versengési időszeletnek CSMA/CD esetén, ha (a) egy 2 km hosszú ikervezetékes kábelt használunk (a jelterjedési sebesség a vákuumbeli jelterjedési sebesség 82%-a), és ha (b) egy 40 km hosszú, többmódusú fényvezető szálat használunk (a jelterjedési sebesség a vákuumbeli jelterjedési sebesség 65%-a)?

  7. Mennyit kell várakoznia az s állomásnak legrosszabb esetben, mielőtt leadhatja a keretét egy olyan LAN-on, mely az alapvető bittérképprotokollt használja?

  8. Magyarázza meg, hogy egy bináris visszaszámlálást használó protokoll esetén a kis sorszámú állomásokat hogyan éheztetik ki, azaz hogyan nem hagyják, hogy adáshoz jussanak!

  9. Az adaptív fabejáró protokoll alkalmazásával (1-től számozott) tizenhat állomás verseng egy csatorna használatáért. Ha az összes olyan állomás, amelynek prímszáma van, egyszerre kerül adásra kész állapotba, akkor mennyi bit-résre van szükség a versengés feloldásához?

  10. Adott öt vezeték nélküli állomás, A, B, C, D és E. A állomás az összes többi állomással tud kommunikálni. B kommunikálni tud A-val, C-vel és E-vel. C kommunikálni tud A-val, B-vel és D-vel. D kommunikálni tud A-val, C-vel és E-vel. E kommunikálni tud A-val, D-vel és B-vel. (a) Ha A ad B-nek, milyen más kommunikáció folyhat még? (b) Ha B ad A-nak, milyen más kommunikáció folyhat még? (c) Ha B ad C-nek, milyen más kommunikáció folyhat még?

  11. Hat állomás kommunikál A-tól F-ig a MACA-protokoll segítségével. Lehetséges-e az, hogy két átvitel történik egyszerre? Indokolja válaszát!

  12. Egy hétemeletes irodaház minden szintjén 15 szomszédos iroda van. Minden iroda elülső oldalán van egy terminálaljzat, így azok a függőleges síkon rácsozatot alkotnak. Az aljzatok mind függőlegesen, mind vízszintesen 4 m távolságban vannak egymástól. Ha feltesszük, hogy bármelyik két aljzat között kihúzható egyenes vonalban kábel, akkor hány méter kábelre van szükség az összes aljzat bekötéséhez, ha a használt hálózat: (a) Egy csillag összeállítás, egyetlen útválasztóval a közepén? (b) Egy klasszikus 802.3 LAN?

  13. Mekkora a jelsebessége (baud rate) egy klasszikus 10 Mb/s-os 802.3 LAN-nak?

  14. Vázolja fel a 0001110101 bitsorozat Manchester-kódját egy klasszikus Etherneten!

  15. Egy 1 km hosszú, 10 Mb/s-os CSMA/CD LAN-on (nem 802.3) a terjedési sebesség 200 m/s. Ebben a rendszerben ismétlők nem megengedettek. Az adatkeretek 256 bit hosszúak, amely magába foglalja a fejrész, az ellenőrző összege és az egyéb, nem adat jellegű információk 32 bitjét is. Egy sikeres átvitelt követően az első rés a vevőnek van fenntartva azért, hogy egy 32 bites nyugtakeretet küldhessen a feladónak. Feltételezve, hogy nincsenek ütközések, mekkora a hasznos (fejléc nélküli) adatátviteli sebesség?

  16. Két CSMA/CD-állomás egy keret elküldésével próbálkozik. Mindketten versenyeznek a csatorna használatáért a bináris exponenciális visszalépéses algoritmus használatával egy ütközés után. Mi a valószínűsége annak, hogy a versenyhelyzet k kör után feloldódik, és mi a versengési periódusonként szükséges körök várható száma?

  17. Egy olyan IP-csomagot szeretnénk Etherneten átvinni, melynek hossza az összes fejrésszel együtt 60 bájt. Szükség van-e kitöltésre az Ethernet-keretben, ha nem használunk LLC-t, és ha igen, hány bájtnyi kitöltés szükséges?

  18. Ethernet-hálózatok esetén a kereteknek legalább 64 bájt hosszúnak kell lennie, hogy az adó-vevő még biztosan adjon akkor is, ha a vezeték távoli részein következik be ütközés. A gyors Ethernet minimális kerethossza szintén 64 bájt, pedig a biteket tízszer gyorsabban adja. Hogyan lehetséges, hogy ugyanazt a minimális kerethosszt használják?

  19. Egyes könyvek nem 1500, hanem 1522 bájtnak említik az Ethernet-keretek maximális méretét. Tévednek vajon? Indokolja válaszát!

  20. Hány keretet képes kezelni a gigabites Ethernet másodpercenként? Jól gondolja meg válaszát, és vegye figyelembe az összes fontosabb esetet! Tipp: lényeges, hogy gigabites Ethernet!

  21. Mondjon két olyan hálózatot, melyekben szorosan egymást követhetik a keretek! Miért érdemes ezt a képességet biztosítani?

  22. A 4.27. ábrán négy állomás: A, B, C és D látható. Az utolsó két állomás közül melyik van közelebb A-hoz, és miért?

  23. Adjon meg egy olyan példát, amely megmutatja, hogy a 802.11 protokollban használt RTS/CTS kicsit másképp működik, mint a MACA-protokollban!

  24. Adott egy vezeték nélküli LAN egy hozzáférési ponttal és 10 kliensállomással. Négy állomás 6 Mb/s sebességű, négy állomás 18 Mb/s sebességű és az utolsó két állomás 54 Mb/s sebességű. Mi az egyes állomások által tapasztalt adatsebesség, ha mind a 10 állomás egyszerre ad és (a) TXOP-t nem használnak? (b) TXOP-t használnak?

  25. Tegyük fel, hogy egy 11 Mb/s-os 802.11b LAN szorosan egymás után pakolt 64 bájtos kereteket visz át egy olyan rádiós csatornán, melynek bithibaaránya 10–7. Átlagosan hány keret fog megsérülni másodpercenként?

  26. Egy 802.16-os hálózat 20 MHz-es sávszélességgel rendelkezik. Hány bitet lehet elküldeni másodpercenként egy előfizetői állomásnak?

  27. Mondjon két okot, ami miatt a hálózatok hibajavító kódolást használhatnak a hibajelzés és újraadás helyett!

  28. Soroljon fel két hasonlóságot és két különbséget a WiMAX és a 802.11 között!

  29. A 4.34. ábrán azt láthatjuk, hogy egy Bluetooth-eszköz két pikohálózatban is lehet egyszerre. Indokolja-e valami azt, hogy egy eszköz ne lehessen mester egy időben mindkét hálózatban?

  30. Mi a legnagyobb megengedett mérete az adatmezőnek egy 3 időszeletes alapsebességű Bluetooth-keret esetén? Válaszát indokolja!

  31. A 4.24. ábra több fizikai rétegbeli protokollt ábrázol. Ezek közül melyik áll legközelebb a Bluetooth fizikai rétegének protokolljához? Mi a legnagyobb különbség a két protokoll között?

  32. A 4.6.6. szakaszban említettük, hogy egy 1 időszeletes, alapsebességű, ismétléses kódolású keret nagyjából 13%-os hatékonyságú. Mekkora lesz a hatékonysága egy 5 időszeletes, alapsebességű, ismétléses kódolású keretnek?

  33. A 802.11 frekvenciaugrásos szórt spektrumú változatában a jelzőfénykeretek (beacon) tartalmazzák a tartózkodási időt. Mit gondol, vajon a Bluetooth hasonló jelzőfénykeretei szintén tartalmazzák a tartózkodási időt? Fejtse ki válaszát!

  34. Tegyük fel, hogy 10 RFID-címke van egy RFID-olvasó körül. Mi a Q legjobb értéke? Mi annak a valószínűsége, hogy egy címke ütközés nélkül tud egy adott időszeletben válaszolni?

  35. Soroljon fel az RFID-rendszerek biztonsági aggályai közül néhányat!

  36. Egy gyors Ethernethez tervezett kapcsolónak olyan hátlapja van, mely adatok 10 Gb/s sebességű mozgatására képes. Hány keretet képes kezelni ez az eszköz másodpercenként a legrosszabb esetben?

  37. Írja le röviden a tárol-és-továbbít és az átvágó elvű kapcsolók közti különbséget!

  38. Adott egy kiterjedt LAN, amelyet a B1 és B2 hidak kapcsolnak össze a 4.41.(b) ábrán látható módon. Tételezzük fel, hogy mindkét híd hash-táblája üres. Sorolja fel az összes portot, amelyen egy csomagot továbbítanak, az alábbi adatátvitelek sorozata esetén: (a) A küld egy csomagot C-nek. (b) E küld egy csomagot F-nek. (c) F küld egy csomagot E-nek. (d) G küld egy csomagot E-nek. (e) D küld egy csomagot A-nak. (f) B küld egy csomagot F-nek.

  39. A tárol-és-továbbít elvű kapcsolóknak van egy előnyük az átvágó elvű kapcsolókkal szemben a sérült keretek vonatkozásában. Fejtse ki ezt az előnyt!

  40. A 4.8.3. szakaszban említettük, hogy néhány hídnak nem szükséges a feszítőfa részének lennie. Vázolja azt a forgatókönyvet, amikor egy hídnak nem kell a feszítőfa részének lennie!

  41. A VLAN-ok működéséhez a hidakban konfigurációs táblázatokra van szükség. Mi a helyzet, ha a 4.47. ábra VLAN-jai elosztókat használnak kapcsolók helyett? Akkor az elosztókban is konfigurációs táblázatokra lesz szükség? Miért igen vagy miért nem?

  42. A 4.48. ábrán a jobb oldali hagyományos távoli körzetben lévő kapcsoló VLAN-képes. Hagyományos kapcsolót is lehetne itt használni? Ha igen, hogyan működne ez a megoldás? Ha nem, miért nem?

  43. Írjon programot, mely a CSMA/CD-protokoll Ethernet feletti működését szimulálja abban az esetben, ha N állomás áll adásra készen, miközben egy keret átvitele folyamatban van! A programja adjon jelentést azokról az időpontokról, amikor az egyes állomások sikeresen megkezdik a keretük elküldését! Felteheti, hogy minden időszeletben (51,2 s-onként) történik egy óraütés, és az ütközések érzékelése valamint az ütközési sorozat elküldése egy időszeletnyi időbe telik. Az összes keret hossza a megengedett maximális kerethossz.