Il documento contiene esercizi d'esame relativi a infrastrutture e protocolli per Internet, in particolare analizzando la progettazione di piani d'indirizzamento, trasmissioni TCP, e calcolo delle capacità di rete. Viene anche richiesto di tracciare grafi di rete, determinare tabelle di routing e spiegare differenze tra protocolli come RIP v1 e v2. Infine, il documento si occupa di segmentazione di pacchetti IP e misure di prestazione delle connessioni TCP.

1. ESERCIZI da Temi d’Esame Infrastrutture e Protocolli per Internet

2. Tema del 20/09/2006 Es. 1 La struttura di rete del dipartimento di Computer Science dell’università della California è quella rappresentata nella figura sottostante. Al dipartimento suddetto è assegnato lo spazio di indirizzamento 131.175.96.0/22.

3. Tema del 20/09/2006 Es. 1 Progettare un piano di indirizzamento per il dipartimento che rispetti i seguenti vincoli: tr0: sottorete IP con almeno 120 host eth0: sottorete IP con almeno 500 host eth1: sottorete IP con almeno 120 host eth2: sottorete IP con almeno 120 host eth3: sottoret eIP con almeno 50 host pp0: sottorete IP con 2 indirizzi di host pp1: sottorete IP con 2 indirizzi di host Per ciascuna delle sottoreti IP si chiede di indicare chiaramente l’indirizzo di rete in formato decimale, la lunghezza della netmask e l’indirizzo di broadcast diretto. Assegnare alle quattro interfacce del router R2 indirizzi IP congruenti al piano di indirizzamento progettato e scrivere la tabella di routing del router R2.

4. Tema del 20/09/2006 Es. 1 131.175.96.0/22 131.175.98.0/23 Da suddividere 131.175.96.0/23 eth0 131.175.98.0/23 131.175.98.128/25 eth1 131.175.98.0/25 tr0 131.175.99.0/25 eth2 131.175.99.128/25 Da suddvidere

5. Tema del 20/09/2006 Es. 1 131.175.99.128/25 131.175.99.192/26 Da suddividere 131.175.99.128/26 eth3 131.175.99.192/26 131.175.99.196/30 pp1 131.175.99.192/30 pp0 … … …

6. Tema del 20/09/2006 Es. 1 Eth0 Address: 131.175.96.0/23 Broadcast: 131.175.97.255 Tr0 Address: 131.175.98.0/25 Broadcast: 131.175.98.127 Eth1 Address: 131.175.98.128/25 Broadcast: 131.175.98.255 Eth2 Address: 131.175.99.0/25 Broadcast: 131.175.99.127 Eth3 Address: 131.175.99.128/26 Broadcast: 131.175.99.191 pp0 Address: 131.175.99.192/30 Broadcast: 131.175.99.195 pp1 Address: 131.175.99.196/30 Broadcast: 131.175.99.199

7. Tema del 20/09/2006 Es. 1 Interfacce: R2 If1: 131.175.98.129 If2: 131.175.99.197 If3: 131.175.99.193 If4: 131.175.98.1 R1 su tr0: 131.175.98.2 R4 su pp1: 131.175.99.198 R3 su pp0: 131.175.99.194

8. Tema del 20/09/2006 Es. 1 Tabella di routing di R2: 131.175.98.2 0.0.0.0 0.0.0.0 131.175.99.194 255.255.255.192 131.175.99.128 131.175.99.198 255.255.255.128 131.175.99.0 next hop netmask network

9. Tema del 20/09/2006 Es. 2 Dato il collegamento in figura, A vuole conoscere la capacità e il ritardo di propagazione del link 2 e allo scopo invia a B 2 messaggi di echo request di lunghezza m 1 =500 byte, ed m 2 =1000 byte e per ognuno di essi misura il Round-Trip-Time (RTT) che risulta pari a 17.2 ms e 28.4 ms rispettivamente. Nella risposta ai messaggi di echo request B utilizza messaggi di echo reply di lunghezza pari ai messaggi di echo request. Calcolare C2 e  2 nell’ipotesi che le lunghezze di tutti gli header siano trascurabili. R1 A B C 1 =1 Mb/s  1 =1ms C 2 =?  2 =?

10. Tema del 20/09/2006 Es. 2 R1 A B C 1 =1 Mb/s  1 =1ms C 2 =2.5 Mb/s  2 =2 ms

11. Tema del 20/09/2006 Es. 2 Usando i valori di C 2 e  calcolati al punto 1 trovare il tempo necessario per trasferire da A a B un file di 19Kbyte (dall’istante di inizio di trasmissione del primo bit del primo segmento del file all’istante di ricezione dell’ACK relativo all’ultimo segmento del file) tramite una connessione TCP caratterizzata dai seguenti parametri: RCWND= 4Kbyte MSS= 1Kbyte SSTHRESH= 8Kbyte tempo di instaurazione della connessione trascurabile (la connessione inizia in fase di SLOW START) Lunghezza degli ACK trascurabile. R1 A B C 1 =1 Mb/s  1 =1ms C 2 =2.5 Mb/s  2 =2 ms

12. Tema del 20/09/2006 Es. 2 W = 1, 2, poi trasmissione continua Trasmissione continua per: R1 A B C 1 =1 Mb/s  1 =1ms C 2 =2.5 Mb/s  2 =4 ms

13. Tema del 20/09/2006 Es. 3 Data la rete in figura 1. Si disegni il grafo della rete come rappresentato dal protocollo OSPF supponendo di usare un’unica area (suggerimento: si rappresentino sia le reti che i router).

14. Tema del 20/09/2006 Es. 3 Supponendo di suddividere la rete nelle tre aree specificate in figura (A1, A2, A3): 2. disegnare il grafo della rete vista dal router R1 3. disegnare il grafo della rete visto dal router R9 4. per ciascuna delle sottoreti in figura, specificare il next hop a cui il router R1 invia i pacchetti destinati alla sottorete stessa supponendo un routing a cammini minimi (si usino come costi i pesi associati alle interfacce). 5. come il punto 4 ma per il router R7

15. Tema del 20/09/2006 Es. 3 R1 R2 R3 R4 R5 R11 R6 R7 R8 R10 R9 N1 N2 N4 N3 N5 N6 2 1 1 2 2 10 2 2 1 1 1 1 1 10 2 2 1

16. Tema del 20/09/2006 Es. 3 R1 R2 R3 R4 N1 N4 N3 N6 1 1 10 1 1 4 1 16 Vista da R1: N2 N4 N5 8 N6 12 N2 N3 N5 26 22 22 26

17. Tema del 20/09/2006 Es. 3 R7 R8 R10 R9 N4 N3 N5 N6 2 2 2 5 2 2 10 2 7 Vista da R9: N1 N2

18. Tema del 20/09/2006 Es. 3 R1 N1 – diretto N2 – next hop: R4 N3 – next hop: R4 N4 – next hop: R3 N5 – next hop: R4 N6 – next hop: R4

19. Tema del 20/09/2006 Es. 3 R7 N1 – next hop: R11 N2 – next hop: R11 N3 – diretto N4 – diretto N5 – diretto N6 – next hop: R9

20. Tema del 20/09/2006 Es. 4 Un router ha la seguente tabella di routing e la seguente configurazione delle interfacce. eth0 192.170.123.4 255.255.255.0 eth1 192.170.124.4 255.255.255.0 Il router riceve dei pacchetti i cui indirizzi di destinazione sono: 191.138.163.13 191.138.113.32 131.175.123.244 255.255.255.255 192.170.123.255 proveniente dall’interfaccia eth1 0.0.0.3 proveniente dall’interfaccia eth0 Indicare come avviene l’inoltro di ciascuno dei pacchetti sopra specificando il tipo di inoltro (diretto o indiretto), il next hop e la riga della tabella di routing corrispondente in caso di inoltro indiretto e l’interfaccia d’uscita in caso di inoltro diretto. 192.170.123.3 0.0.0.0 0.0.0.0 192.170.124.2 255.255.224.0 191.138.160.0 192.170.123.2 255.255.0.0 191.138.0.0 192.170.124.1 255.255.224.0 191.138.96.0 192.170.123.1 255.255.240.0 191.138.112.0 Next Hop Netmask Network

21. Tema del 20/09/2006 Es. 4 eth0 192.170.123.4 255.255.255.0 eth1 192.170.124.4 255.255.255.0 191.138.163.13 Inoltro indiretto Next hop 192.170.123.2 (riga 3) 191.138.113.32 Inoltro indiretto Next hop 192.170.123.1 (riga 1) 131.175.123.244 Inoltro diretto interfaccia eth0 255.255.255.255 Scarta pacchetto 192.170.123.255 proveniente dall’interfaccia eth1 Inoltro diretto inferfaccia eth0 indirizzo in broadcast 0.0.0.3 proveniente dall’interfaccia eth0 Scarta pacchetto 5 4 3 2 1 192.170.123.3 0.0.0.0 0.0.0.0 192.170.124.2 255.255.224.0 191.138.160.0 192.170.123.2 255.255.0.0 191.138.0.0 192.170.124.1 255.255.224.0 191.138.96.0 192.170.123.1 255.255.240.0 191.138.112.0 Next Hop Netmask Network

22. Tema d’Esame – 5 Febbraio 2007 Esercizio 4 Si consideri la rete in Figura in cui tra l’ host A e l’ host B sia attivata una connessione TCP. Si calcoli l’istante di tempo dall’attivazione della connessione oltre il quale la trasmissione sul link 1 risulta continua, supponendo header trascurabili link bidirezionali e simmetrici RCWND = 4000 byte e SSTHRESH = 400 byte dimensione segmenti MSS = 100 byte dimensione ACK = dimensione segmenti per apertura della connessione = trascurabile Quanto tempo occorre per trasferire un file da 1 Kbyte sulla connessione TCP sopra specificata (dall’istante di trasmissione del primo segmento all’istante di ricezione dell’ACK dell’ultimo segmento)? (N.B. 1 byte = 8 bit, 1 Kbyte = 1000 byte = 8000 bit, 1Mb/s = 10 6 bit/s) R A B C 1 =40 Mb/s  1 =1 us C 2 =80 Mb/s  2 =1 us

23. Tema d’Esame – 5 Febbraio 2007 Esercizio 4 TX continua sul link 1 se: WT 1 >RTT, quindi W > RTT/T 1 RTT = T 1 + T 2 + 4τ = 20 [μs] + 10 [μs] + 4 [μs] = 34 [μs] T 1 =100 x 8 [bit] / 40 [Mb/s] = 20 [μs] W > RTT/T 1 =1.7 TX continua sul link 1 dopo 1 RTT.

24. Tema d’Esame – 5 Febbraio 2007 Esercizio 4 Il file è composto da 1 [Kbyte] / 100 [byte] = 10 MSS Il tempo totale di trasferimento è: T=RTT + 8 T 1 + RTT + 4 τ = 228 [μs] Set-Up time

25. Tema d’Esame 11 Settembre 2006 Domanda 1 Riportare in fomato binario e decimale l’indirizzo di rete a cui appartiene l’host host 131.175.23.1/22 10000011.10101111.00010111.00000001 131 175 23 1 10000011.10101111.00010100.00000000 131 175 20 0 Network Part Host ID

26. Tema d’Esame 11 Settembre 2006 Domanda 2 Un router riceve un pacchetto IP da inoltrare su una rete locale che supporta trame di lunghezza massima = 1500byte. Sapendo che il pacchetto IP ha una parte dati di 5000 byte, e supponendo header IP lunghi 20 byte, dire in quanti segmenti il router deve suddividere il pacchetto e per ogni segmento indicare il contenuto dei campi di Identification, Fragmentation Offset e Flags. Il numero di segmenti richiesto è N = ceil(5000/1480) = 4. I primi tre segmenti sono di 1500 byte (20 byte header + 1480 payload), l’ultimo è di 580 byte (20 byte header + 560 byte payload). Segmento 1: ID-X, Frag Offset-0, Flag:M1, D0 Segmento 2 ID-X, Frag Offset-1480/8, Flag M1, D0 Segmento 3 ID-X, Frag Offset-2960/8, Flag M1, D0 Segmento 4 ID-X, Frag Offset-4440/8, Flag M0, D0

27. Tema d’Esame 11 Settembre 2006 Domanda 4 Spiegare brevemente le differenze tra la versione 1 e la versione 2 del protocollo RIP RIPv1: classful RIPv2: classless, multicast support, authentication support

28. Tema d’Esame 11 Settembre 2006 Domanda 5 Una connessione TCP tra due end users direttamente collegati è caratterizzata dai seguenti parametri: C = 10 Mb/s MSS = 100 byte RCWND = 4 MSS e RCWND<< CWND Propagation delay  = 1ms Dire qual è il ritmo medio di trasmissione (bit/s) della connessione TCP. Ripetere il conto nel caso in cui MSS=1000 byte RTT= 100x8/10 7 + 2  =2.08 ms T = 0.08 ms, da cui si ha che 4 T < RTT, per cui la trasmissione è discontinua. In questo caso la connessione TCP smaltisce 4 MSS per ogni RTT, per cui il rate medio sarà: R = 4 x 100 x 8 / RTT = 1,53 Mb/s (circa) Nel secondo caso si ha invece: T = 0.8 ms per cui 4 x T = 3,2 ms, da cui 4 x T > RTT, quindi la trasmissione è continua e la connessione TCP sfrutta appieno la capacità del link. In conclusione, R = C = 10 Mb/s