ARQUITECTURA DE REDES 2º curso de Ingeniería Informática

ARQUITECTURA DE
REDES
2º curso de Ingeniería Informática –
Tecnologías Informáticas
Curso 15/16
Boletín de problemas 4
Redes de área local inalámbricas
Problema 1. Dada una red IEEE 802.11 en modo infraestructura, se pide:
1. Responda a las siguientes cuestiones:
a. ¿Con qué identificadores podría una estación determinar si dicha red se
encuentra disponible?
b. ¿Qué mensajes se intercambian para obtener dicha información?
c. ¿De qué tipo son estos mensajes?
d. ¿Quién es el origen de estos mensajes? ¿Y el destino?
e. Una vez descubierta la red, ¿Qué mensajes se intercambian para
“conectarse” a la red? ¿Quién es el origen y el destino de los mensajes?
2. El cliente FTP instalado en el PC A quiere conectarse con el servidor instalado
en B. Suponiendo que ambas estaciones están conectadas a la red:
a. ¿Cuántas tramas IEEE 802.11 enviaría A para transmitir un archivo de
4000 bytes?
b. ¿Cuántas tramas IEEE 802.11 recibirá la estación B? ¿Cuántas
procesará?
c. En cualquiera de las tramas enviadas, ¿qué protocolos se emplean en
los diversos niveles?
d. Indique el formato de una trama enviada por A y de una procesada por
B. Indique las direcciones MAC origen y destino, las direcciones IP
origen y destino y el BSSID de la red. Las direcciones de las estaciones
se muestran en la siguiente tabla.
Estación
IP
MAC
A
192.168.2.10
00:11:22:33:44:55
B
192.168.2.13
00:00:11:11:22:22
AP
192.168.2.1
00:AA:BB:CC:DD:EE
Problema 2. Se dispone de una configuración de la red como la representada en la
figura 1. La red 1 es una red inalámbrica, en la que el router A hace las veces de Punto
de Acceso (AP). Dicho router concede las direcciones IP correspondientes a la red
mediante el protocolo DHCP. El resto de redes son redes Ethernet cableadas.
Responda RAZONADAMENTE a las siguientes cuestiones:
a. El PC 1 se quiere unir a la red 1 (se supone que ya conoce el SSID de dicha
red mediante una trama baliza o un Probe Request/Response procedente del
router A). Explique razonadamente qué tramas se intercambian en la
comunicación entre PC 1 y el router A (Punto de acceso) desde que el PC 1
quiere unirse a la red hasta que dispone de una dirección IP, indicando qué
tipo de contenido tiene cada trama y quién es el emisor de cada una. (Suponga
que el medio no está nunca ocupado y que se utiliza MACA para el acceso al
medio).
b. Se quieren enviar 3000 bytes de datos desde PC 1 a PC 2 utilizando un
protocolo de aplicación denominado AR, el cuál funciona utilizando los
servicios que le presta UDP. Se sabe que la MTU de la red inalámbrica es de
2312 bytes y que los tamaños de las cabeceras de algunos protocolos son los
siguientes:
Protocolo
Tamaño de la cabecera
(bytes)
AR
10
UDP
8
TCP
20
IP
20
SNAP
5
LLC
3
IEEE 802.11
34
¿Cuántas tramas de datos envía PC 1 al AP, y cuál es su tamaño? Indique los
cálculos necesarios para llegar a esta conclusión
c. Suponiendo que la red 192.168.2.0/24 sea una red Ethernet, ¿cuántas tramas
llegan al PC 2, y cuál es su tamaño? Justifique su respuesta.
d. Desde PC 2 se ejecuta la operación tracert a PC 1. ¿Cuántos mensajes ICMP
se generan y de qué tipo son cada uno? ¿Quiénes son los emisores y los
receptores de dichos mensajes?
Problema 3. En la figura, se muestra una red de computadores formada por dos routers
inalámbricos (AP1 y AP2) conectados a un sistema de distribución cableado que emplea
IEEE 802.3. PC A y PC B son equipos conectados al punto de acceso AP1, mientras
que PC C y PC D se encuentran conectados al punto de acceso AP2. Tanto AP1 como
AP2 generan redes empleando el estándar IEEE 802.11 en modo infraestructura.
Responda justificadamente a las siguientes cuestiones:
Figura. Configuración de la red.
1. Si un nuevo host PC E se quiere unir a la red inalámbrica creada por el punto de
acceso AP1, explique detalladamente las siguientes cuestiones:
a. ¿Qué datos necesitaría conocer de dicha red?
b. ¿Cómo podría obtener dichos datos?
c. ¿Qué mensaje/s se intercambiarán para realizar la conexión? ¿Quién
es/son el/los emisor/es de este/estos mensaje/s? ¿Quién es/los el
destino/s?
2. Suponga que ambos puntos de accesos pertenecen a la misma EBSS, conteste
justificadamente las siguientes cuestiones:
a. ¿Qué parámetros de la red inalámbrica tendrán en común ambos APs?
b. ¿Cómo podríamos saber a cuál de los APs están conectado una estación
de la red?
3. Dos PCs de la red quieren intercambiar 3500 bytes de datos empleando un
protocolo de nivel de aplicación determinado. Se considera emplear dos
protocolos de nivel de aplicación (X e Y), el protocolo X usa los servicios de
TCP-IPv4, mientras que el protocolo Y pide servicios directamente a IEEE
802.2. Sabiendo que el tamaño de la MTU de las redes inalámbricas es 2312
bytes y el de la cableada de 1290 bytes, y que el tamaño de las cabeceras se
muestran en la Tabla 1, resuelva razonadamente las siguientes cuestiones:
a. ¿Cuántas tramas de datos envía PC A a PC B empleando el protocolo X?
¿Cuántos bytes de datos transporta cada una?
b. ¿Cuántas tramas de datos recibirá el PC B si este se encuentra dentro del
área de cobertura del PC A? ¿Cuántas procesaría?
c. ¿Cambiaría la respuesta anterior si el PC A fuese un nodo oculto para PC
B?
d. Suponiendo que ambas redes constituyen BSS diferentes, ¿Cuántas
tramas de datos recibirá PC C si no se encuentra en el área de cobertura
de la red creada por AP1?
e. ¿Cambiaría la respuesta anterior si ambas redes forman parte del mismo
EBSS?
f. Suponiendo que son ambas redes son BSS diferentes, ¿Cuántas tramas de
datos recibirá PC 1?
g. ¿Cambiaría la respuesta anterior si PC A enviara los datos a PC C? ¿Y si
ambas redes fuesen la misma EBSS? ¿Cuántos bytes de datos
transportaría cada trama?
h. ¿Cuántas tramas de datos envía PC A a PC B empleando el protocolo Y?
¿Cuántas tramas IEEE 802.11 recibirá PC B suponiendo que están en el
mismo área de cobertura? ¿Cuántas tramas de datos procesará PC B?
Protocolo
Tamaño cabecera
X
4 bytes
Y
8 bytes
TCP
24 bytes
UDP
8 bytes
IPv4
20 bytes
RIP
12 bytes
RTCP
16 bytes
SNAP
5 bytes
DNS
16 bytes
IEEE 802.3
32 bytes
LLC
3 bytes
IEEE 802.11
34 bytes
Tabla 1. Tamaño de cabeceras de los protocolos
4. Complete el dibujo de la figura correspondiente al mecanismo CSMA/CA
suponiendo que se las flechas indican cuando las estaciones poseen los datos a
transmitir. El resultado del algoritmo de Backoff para cada estación es el dado
en la tabla 2, mientras que el tamaño de los datos a transmitir medido en slots es
el indicado en la tabla 3. La ventana de contienda no varía su tamaño, y el IFS
ocupa 1 slot.
Estación
Backoff
0
5
1
4
2
5
3
2
4
3
Tabla 2. Resultado del algoritmo de Backoff para cada estación.
Estación Datos
0
5
1
5
2
5
3
6
4
4
Tabla 3. Tamaño de datos a transmitir en slots
BUSY
CW
E0
E1
E2
E3
E4
Problema 4. La figura 3 representa una red de área local formada por tres partes: una
cableada según el estándar Ethernet; y otras inalámbricas, que emplean el estándar IEEE
802.11. Todas las estaciones con tarjeta de red compatible con IEEE 802.11 de la red
comparten la misma área de cobertura que el dispositivo que gestiona la red (AP). El
administrador de la red, por motivos de seguridad, no ofrecerá ninguna información
sobre la red. La MTU de toda la red se ha establecido a 1400 bytes. Se ha configurado la
red para únicamente utilice IPv4 como protocolo del nivel de red.
La tabla 3 representa el tamaño de las cabeceras de distintos protocolos. Para
hacer referencia a direcciones MAC, emplee la cadena MAC_XX donde XX es el
identificador del elemento de red, por ejemplo MAC_A. Si algún elemento de red posee
varias interfaces, deberá especificar claramente a cuál de ellas se refiere.
Figura 3. Configuración de la red.
Protocolo
TFTP
UDP
TCP
IPv4
LLC
SNAP
SAP
IEEE 802.8
IEEE 802.3
Ethernet
IEEE 802.11
RTX
Tamaño bytes cabecera
2
8
20
20
3
5
8
12
32
34
40
23
Tabla 2. Tamaño de algunas cabeceras.
Responda a las siguientes preguntas:
1. ¿Qué tipo de topología se ha implementado según la norma IEEE 802.11?
2. Sabiendo que el despliegue de la red se ha realizado empleando dispositivos más
simples posibles, ¿qué dispositivos, además de puntos de acceso, son AP1 y
AP2? ¿Por qué?
3. ¿Qué parámetros deberá conocer una estación para conectarse inalámbricamente
a la red? ¿Cómo los obtendrá?
4. La estación A desea descargar el fichero “arquitecturaderedes.txt” que ocupa
460 bytes desde el servidor S1. Responda considerando todos los mensajes
intercambiados para realizar la descarga.
a. Indique la/s pila/s de protocolos empleadas.
b. Represente cronológicamente el intercambio de tramas realizado,
empleando un dibujo similar al de la figura 3. Incluya una breve
explicación del proceso.
c. ¿Cuántos mensajes ha recibido la estación B? ¿Cuántos procesa?
d. ¿Cuántos mensajes ha recibido la estación C? ¿Cuántos procesa?
e. ¿Cuántos mensajes ha recibido la estación E? ¿Cuántos procesa?
f. Para el mensaje de datos del protocolo TFTP recibido por la estación A,
indique qué direcciones del nivel de enlace de datos contiene.
5. La estación C desea descargar el fichero “tecnologíasInformáticas.pdf” que
ocupa 2048 bytes desde el servidor S1. ¿Cuántos mensajes de datos recibirá la
estación A?
6. Complete la plantilla correspondiente al mecanismo CSMA/CA suponiendo que
se las flechas indican cuando las estaciones poseen los datos a transmitir. El
resultado del algoritmo de Backoff para cada estación es el dado en la tabla 3,
mientras que el tamaño de los datos a transmitir medido en slots es el indicado
en la tabla 4. No será necesario contemplar la ventana de contienda (CW). El
IFS ocupa 2 slots.
a. ¿En qué caso/s puede presentar problemas el empleo de esta técnica?
Describa brevemente el/los caso/s y el problema.
Estación Backoff
0
3
1
4
2
6
3
2
4
5
Tabla 3. Resultado del algoritmo de Backoff para cada estación
Estación Datos
0
6
1
5
2
5
3
7
4
4
Tabla 4. Tamaño de datos a transmitir en slots