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Tema 4: Capa de Red1.- Considere una red de circuitos virtuales. Suponga que el número de VC es un campo de 8bits. a) ¿Cuál es el número máximo de circuitos virtuales que pueden ser transportados a través del enlace? Con 8 bits representamos 256 números distintos, del 0 al 255. La respuesta es 256. ...

Description

Tema 4: Capa de Red

1.- Considere una red de circuitos virtuales. Suponga que el número de VC es un campo de 8bits. a) ¿Cuál es el número máximo de circuitos virtuales que pueden ser transportados a través del enlace? Con 8 bits representamos 256 números distintos, del 0 al 255. La respuesta es 256. b) Suponga que un nodo central determina las rutas y números de VC durante la configuración de la conexión. Suponga que se emplea el mismo número de VC en cada enlace para toda la ruta. Describa cómo puede el nodo central determinar el número de VC durante la configuración de la conexión. ¿Es posible que haya menos circuitos virtuales activos que el máximo calculado en a) y que, a pesar de ello, no exista ningún número VC común libre? Si hay un nodo central, antes de establecer una conexión entre host, el host que desea iniciar la comunicación debe solicitarlo al nodo central. Este nodo central lleva la cuenta de los circuitos virtuales establecidos en la red. Si es el encargado de asignar los números es imposible que existan menos circuitos activos de los posibles y que se quede sin números. c) Si ahora permitimos diferentes números de VC, cómo determinan los enlaces su número de VC y configuran sus tablas de reenvío de forma descentralizada (no hay nodo central) durante la configuración después de determinar el camino. Si la asignación de números se realiza de forma descentralizada, estos números pueden ir cambiando según se van atravesando los routers, que deberán comprobar si el número de CV de entrada lo tienen disponible o no. Si no está disponible asignará uno disponible. En cualquier caso los irá grabando en su tabla de circuitos virtuales. 2.- Considere la siguiente red

Si es una red de datagramas: a) Especifique la tabla de reenvío del router A, de modo que todo el tráfico destinado a H3 sea reenviado a través de la interfaz 3. Dirección de destino Interfaz de enlace H3

3

b) ¿Puede escribir una tabla de reenvío para el router A, de manera que todo el tráfico de H1 destinado a H3 sea reenviado a través de la interfaz 3, mientras que todo el tráfico de H2 destinado a H3 sea reenviado a través de la interfaz 4? No es posible, en una red de datagramas la regla de reenvío se basa en la dirección de destino

Si es una red de circuitos virtuales: a) Suponga que hay una llamada activa entre H1 y H3 y otra entre H2 y H3. Escriba la tabla de reenvío del router A, de modo que todo el tráfico de H1 destinado a H3 sea reenviado a través de la interfaz 3, mientras todo el tráfico de H2 destinado a H3 sea reenviado a través de la interfaz 4. Interfaz de entrada n.º de CV entrada Interfaz de salida n.º de CV salida 1

12

3

22

2

63

4

18

b) Escriba igualmente las tablas de reenvío para los nodos B, C y D. Router B Interfaz de entrada n.º de CV entrada Interfaz de salida 1

n.º de CV salida

22

2

24

n.º de CV entrada

Interfaz de salida

n.º de CV salida

18

2

50

n.º de CV entrada

Interfaz de salida

n.º de CV salida

1

24

3

70

2

50

3

76

Router C Interfaz de entrada 1 Router D Interfaz de entrada

3.a) Proporcione una tabla de reenvío, con la regla de coincidencia con el prefijo más largo, para este router de 4 enlaces Rango de direcciones de destino Interfaz de enlace 11100000 00000000 00000000 00000000 hasta 11100000 00111111 11111111 11111111

0

11100000 01000000 00000000 00000000 hasta 11100000 01000000 11111111 11111111

1

11100000 01000001 00000000 00000000 hasta 11100001 01111111 11111111 11111111

2

En otro caso

3

Prefijo

Interfaz de enlace

11100000 00

0

11100000 01000000

1

11100000

2

11100001 0

2

En otro caso

3

b) Describa cómo determina su tabla de reenvío la interfaz de enlace apropiada para los datagramas con destino: 11001000 10010001 01010001 01010101 → 3 11100001 0100000 11000011 00111100 → 2 11100001 10000000 00010001 01110111 → 3 4.- Considere una red de datagramas que utiliza direcciones de host de 8 bits. Suponga un router que utiliza las coincidencias con el prefijo más largo y cuya tabla de reenvío es: Coincidencia de prefijo

Interfaz de enlace

00

0

010

1

011

2

10

2

11

3

Para cada una de las 4 interfaces, proporcione el rango asociado de direcciones del host destino y el número de direcciones contenidas en el rango. Coincidencia de Interfaz Rango de Rango de n.º direcciones prefijo direcciones direcciones 00

0

0000000000111111

0-63

64

010

1

0100000001011111

64-95

32

011

2

0110000001111111

96-127

32

10

2

1000000010111111

128-191

64

11

3

1100000011111111

192-255

64

La Interfaz 2 tiene un rango de direcciones que va desde el 96 al 191, un total de 96 direcciones

5.- Sea un router que interconecta 3 subredes: Subred 1, Subred 2 y Subred 3. Suponga que se requiere que todas las interfaces de cada una de estas 3 subredes tengan el mismo prefijo 223.1.17/24. Suponga también que se requiere que la Subred 1 admita hasta 62 interfaces, la Subred 2 hasta 95 y la Subred 3 hasta 16. Determine tres direcciones de red (a.b.c.d/x) que satisfagan estas restricciones. 223.1.17/24, tenemos 8 bits del último byte del prefijo para asignar direcciones de red, 256 direcciones posibles. Cada subred tendrá reservadas dos direcciones: subred-todo 0’s, broadcasttodo 1’s. Cada vez que fijamos un bit, a 0 o a 1, dividimos la red por la mitad. Debemos dividir la red: 223.1.17.0/25 128 direcciones posibles, incluyendo las 2 reservadas 0XXXXXXX 223.1.17/24 223.1.17.128/25 128 direcciones posibles, incluyendo las 2 reservadas 1XXXXXXX La subred 2 necesita 95 interfaces, si continuamos dividiendo la red no tendremos suficientes direcciones para esta subred, de manera que le asignamos una de las divisiones. Subred 2 = 223.1.17.0/25, con 126 interfaces disponibles, dirección de broadcast 223.1.17.127, máscara de red 255.255.255.128 Continuamos dividiendo la subred que nos queda 223.1.17.128/26 64 direcciones disponibles, incluyendo las 2 reservadas 10XXXXXX 223.1.17.128/25 223.1.17.192/26 64 direcciones disponibles, incluyendo las 2 reservadas 11XXXXXX La subred 1 necesita 62 interfaces, si continuamos dividiendo la red no tendremos suficientes direcciones para esta subred, de manera que le asignamos una de las divisiones. Subred 1 = 223.1.17.128/26, con 62 interfaces disponibles, dirección de broadcast 223.1.17.191, máscara de red 255.255.255.192 No necesitamos seguir dividiendo la red para asignar las direcciones a la subred 3. Le asignamos las que quedan: 223.1.17.192/26, con 62 interfaces disponibles, dirección de broadcast 223.1.17.255, máscara de red 255.255.255.192 6.- Escriba la tabla de reenvío del Ejercicio 3 utilizando ahora la notación a.b.c.d/x en lugar de la notación en binario. Prefijo

Prefijo

Interfaz de enlace

11100000 00

224.0/10

0

11100000 01000000

224.64/16

1

11100000

224/8

2

11100001 0

225.0/9

2

En otro caso

En otro caso

3

7.a) Asigne direcciones de red a cada una de las 6 subredes de forma que: todas las direcciones partirán de 214.97.254/23; la subred A podrá soportar 250 interfaces, la B 120, y la C 120. Por supuesto, D, E y F a dos interfaces cada una. b) Proporcione las tablas de reenvío de los tres routers.

Subred

Rango

Broadcast

Máscara de red

n.º Interfaces

A

214.97.254/24 214.97.254.0/30

214.97.254.252

255.255.255.0

250

B

214.97.255.0/25 – 214.97.255.0/30

214.97.255.124

255.255.255.128

122

C

214.97.255.128/25 – 214.97.255.128/30

214.97.255.252

255.255.255.128

122

D

214.97.254.0/30

214.97.254.3

255.255.255.252

2

E

214.97.255.0/30

214.97.255.3

255.255.255.252

2

F

214.97.255.128/30

214.97.255.131

255.255.255.252

2

8.- Se envía un datagrama de 2.400 bytes por un enlace que tiene una MTU de 700 bytes. Suponga que el datagrama original está marcado con el número de identificación 422. ¿Cuántos fragmentos se generan? ¿Cuáles son los valores de los distintos campos de los datagramas IP generados, relacionados con la fragmentación? Si suponemos que la cabecera del datagrama original no lleva opciones, tendremos un tamaño de cabecera de 20 bytes y 2380 bytes de datos. Si el Maximum Transmission Unit es de 700 bytes (20 bytes de cabecera y 680 bytes de datos), necesitaremos 2380/680 = 3,5 => 4 fragmentos. 3 de 700 bytes y 1 de 360 bytes (20 de cabecera y 340 de datos). El primer datagrama fragmentado lleva los primeros 680 bytes del datagrama original, desde el 0 al 679. Como detrás vienen más fragmentos el bit de fragmentación a 1. El segundo datagrama fragmentado lleva los segundos 680 bytes del datagrama original, del 680 al 1359. Para calcular el desplazamiento hay que dividir 680 (primer byte que transporta el datagrama) entre 8. 680/8 = 85. Como detrás vienen más fragmentos el bit de fragmentación a 1. El tercer datagrama fragmentado lleva los terceros 680 bytes del datagrama original, del 1360 al 2039. El desplazamiento se calcula sobre el primer byte 1360/8 = 170. Como detrás vienen más fragmentos el bit de fragmentación a 1. El cuarto y último datagrama fragmentado lleva los últimos 340 bytes de datos del datagrama original, del 2040 al 2379. El desplazamiento será 2040/8 = 255. Como no quedan más fragmentos el bit de fragmentación estará a 0. Las cabeceras llevarán los siguientes datos en los campos de fragmentación: Fragmento número Identificador Flag de fragmentación Desplazamiento 1

422

1

0

2

422

1

85

3

422

1

170

4

422

0

255

9.- Si el ISP asigna al router la IP 24.34.112.235 y la dirección de la red doméstica es 192.168.1/24 a) Asigne direcciones a todas las interfaces de la red doméstica b) Suponga que cada host tiene dos conexiones TCP activas, todas ellas en el puerto 80 del host 128.119.40.86. Proporcione las 6 entradas correspondientes a la tabla de traducciones NAT.

192.168.1.1

192.168.1.28 192.168.1.37 192.168.1.86

Tabla de traducciones NAT Lado WAN

Lado LAN

IP

Puerto

IP

Puerto

24.34.112.235

9875

192.168.1.28

3456

24.34.112.235

15699

192.168.1.28

5679

24.34.112.235

7890

192.168.1.37

7654

24.34.112.235

7642

192.168.1.37

4678

24.34.112.235

35682

192.168.1.86

3456

24.34.112.235 8743 192.168.1.86 3456 10.a) Utilice el algoritmo de Dijkstra para calcular la ruta más corta desde el router "x" al resto de routers de la red. Emplee para ello una tabla como la vista en clase. b) Calcule la ruta más corta desde cada nodo a todos los demás nodos de la red. Cola de Prioridad

Nodo

Distancia

Visitado

X

∞ ∞

False

Z Y

False False

T

∞ ∞

False

U

∞

False

V

∞ ∞

False

W

False

Previo

Cola de Prioridad X,0 Y,6 Z,8 V,3 W,6 T,7 U,6

Nodo

Distancia

Visitado

X

0

True

Z

8 6

True

X

True

X

True

V

U

7 6

True

V

V

3

True

X

W

6

True

X

Y T

Previo

11.- Utilizando el algoritmo de vector de distancias y suponiendo que cada nodo inicialmente conoce los costes hasta cada uno de sus vecinos, especifique las entradas de la tabla de distancias para el nodo z.

Inicio Nodo u

Nodo v

Nodo x

Nodo y Dy(u) 2

Du(u) 0

u

Dv(u) 1

u

Dx(u)

Du(v) 1

v

Dv(v) 0

v

Dx(v) 3

v

Dy(v)

Dv(x) 3

x

Dx(x) 0

x

Dy(x) 3

Dx(y) 3

y

Dy(y) 0

Dx(z) 2

z

Dy(z)

Du(x) Du(y) 2

y

Du(z)

Dv(y) Dv(z) 6

z

Nodo z u

Dz(u) Dz(v) 6

v

x

Dz(x) 2

x

y

Dz(y) Dz(z) 0

z

u recibe la tabla de v y de y; v recibe la tabla de u, de x y de z; x recibe las tablas de v, y y z; y recibe las tablas de u y de x; z recibe las tablas de v y de x. Los cambios en rojo. Ejemplo para calcular la nueva tabla del nodo u Rutas desde v Rutas desde y Propuesta actual Nueva u 1+1

2+2

2,v

0,u

0,u

v 1+0

----------

1,v

1,v

1,v

x 1+3

2+3

4,v

y -----

2+0

2,y

z 1+6

-------

7,v

Paso 1 Nodo u

Nodo v

4,v 2,y

2,y 7,v

Nodo x

Nodo y

Nodo z

Du(u) 0

u

Dv(u) 1

u

Dx(u) 4

v

Dy(u) 2

u

Dz(u) 7

v

Du(v) 1

v

Dv(v) 0

v

Dx(v) 3

v

Dy(v) 3

u

Dz(v) 5

x

Du(x) 4

v

Dv(x) 3

x

Dx(x) 0

x

Dy(x) 3

x

Dz(x) 2

x

Du(y) 2

y

Dv(y) 3

u

Dx(y) 3

y

Dy(y) 0

y

Dz(y) 5

x

Du(z) 7

v

Dv(z) 5

x

Dx(z) 2

z

Dy(z) 5

x

Dz(z) 0

z

Paso 2 Nodo u

Nodo v

Nodo x

Nodo y

Nodo z

Du(u) 0

u

Dv(u) 1

u

Dx(u) 4

v

Dy(u) 2

u

Dz(u) 6

x

Du(v) 1

v

Dv(v) 0

v

Dx(v) 3

v

Dy(v) 3

u

Dz(v) 5

x

Du(x) 4

v

Dv(x) 3

x

Dx(x) 0

x

Dy(x) 3

x

Dz(x) 2

x

Du(y) 2

y

Dv(y) 3

u

Dx(y) 3

y

Dy(y) 0

y

Dz(y) 5

x

Du(z) 6

v

Dv(z) 5

x

Dx(z) 2

z

Dy(z) 5

x

Dz(z) 0

z

Paso 3 Nodo u

Nodo v

Nodo x

Nodo y

Nodo z

Du(u) 0

u

Dv(u) 1

u

Dx(u) 4

v

Dy(u) 2

u

Dz(u) 6

x

Du(v) 1

v

Dv(v) 0

v

Dx(v) 3

v

Dy(v) 3

u

Dz(v) 5

x

Du(x) 4

v

Dv(x) 3

x

Dx(x) 0

x

Dy(x) 3

x

Dz(x) 2

x

Du(y) 2

y

Dv(y) 3

u

Dx(y) 3

y

Dy(y) 0

y

Dz(y) 5

x

Du(z) 6

v

Dv(z) 5

x

Dx(z) 2

z

Dy(z) 5

x

Dz(z) 0

z

Como ya no hay cambios entre el paso 2 y el 3 las tablas han convergido. 12.- Si utilizamos inversa envenenada en el algoritmo de vector de distancias: a) Cuando se estabiliza el algoritmo, ¿qué distancias anuncian los routers w, y y z a x? b) Si el coste del enlace entre x e y aumenta a 60, ¿se produce cuenta hasta infinito aunque empleemos inversa envenenada? Si es así, ¿cuántas iteraciones son necesarias para volver a estabilizarse? c) ¿Cómo modificaría c(y,z) para que no existiera el problema de la cuenta hasta infinito?

Calculamos las tablas:

Inicialmente Nodo x

Nodo y

Nodo w

Nodo z

Dx(x)

0

x

Dy(x)

4

x

Dw(x)

1

x

Dz(x)

50

x

Dx(y)

4

y

Dy(y)

0

y

Dw(y)

1

y

Dz(y)

3

y

Dx(w) 1

w

Dy(w) 1

w

Dw(w) 0

w

Dz(w) 1

w

Dx(z)

z

Dy(z)

z

Dw(z)

z

Dz(z)

0

z

50

Paso 1: Nodo x

3

Nodo y

1

Nodo w

Nodo z

Dx(x)

0

x

Dy(x)

2

w

Dw(x)

1

x

Dz(x)

2

w

Dx(y)

2

w

Dy(y)

0

y

Dw(y)

1

y

Dz(y)

2

w

Dx(w) 1

w

Dy(w) 1

w

Dw(w) 0

w

Dz(w) 1

w

Dx(z)

w

Dy(z)

w

Dw(z)

z

Dz(z)

0

z

2