582202 Tietoliikenteen perusteet (4 op)

Liisa Marttinen

Erillis- ja uusintakoe 27.3.2009
Kirjoita jokaisen vastauspaperisi yläreunaan nimesi, opiskelijanumerosi tai syntymäaikasi ja allekirjoituksesi.

Uusintakokeessa otetaan huomioon kevään 2009 kurssin harjoituspisteet ja kokeesta saatu pistemäärä skaalataan 50 pisteen maksimipistemäärään. Näin tehdään vain, jos tuloksena on korkeampi pistemäärä kuin erilliskokeena.

  1. Internet-protokollapino [14 p]
    1. Piirrä Internet-protokollapino ja nimeä sen eri kerrokset sekä kerro lyhyesti kunkin kerroksen tehtävistä. (5 p)
    2. Mihin seuraavia protokollia käytetään: i) DNS-protokolla, ii) UDP-protokolla iii) CSMA/CD-protokolla? Mille Internetin protokollapinon kerrokselle kukin niistä kuuluu? (9 p)

  2. TCP-protokollan toiminta [16 p]
    Sovellus A (esim. postipalvelin tai webbipalvelin) siirtää suurehkon, kuvia sisältävän tiedoston toisessa tietokoneessa olevalle sovellukselle B (esim. postipalvelimelle tai selaimelle) TCP-protokollaa käyttäen.
    1. Oleta, että siirrossa ei esiinny mitään virheitä tai muita ongelmia. Selvitä kaaviokuvan avulla tai muuten selkeästi, mitä kaikkea tällöin TCP-tasolla tapahtuu eli mitä TCP-segmenttejä, missä järjestyksessä ja milloin lähettäjän ja vastaanottajan järjestelmien välillä vaihdetaan. (10 p)
    2. Entä, jos dataa siirrettäessä yksi TCP-segmentti katoaa kokonaan? Mitä silloin tapahtuu? Esitä kaaviokuvan avulla, kuinka virheestä toivutaan ja kuinka tiedonsiirto tämän jälkeen jatkuu. (6 p)

  3. IP-protokolla [10 p]
    1. IP-protokolla huolehtii pakettien eli datagrammien siirrosta hyvin erilaisten verkkojen kautta. Miten IPv4-protokolla selviytyy siitä ongelmasta, että eri verkoissa on käytössä erilainen paketin maksimikoko? (8 p)
    2. Entä miten IP-protokolla suhtautuu virheisiin? Miten se pyrkii havaitsemaan virheet ja miten se toimii virheen havaitessaan? (2 p)

  4. Lähiverkoista [20 p]
    Kuvan reititin (router) R2 vastaanottaa toiselta reitittimeltä R1 oman Ethernet-lähiverkkonsa koneelle A osoitetun paketin (datagrammin), joka sisältää HTTP-vastauksen koneen lähettämään HTTP-kyselyyn. Vastauksen lähettäjä on kone B jossain Internetissä. Reitittimen R2 oma lähiverkko koostuu kytkimillä (switch) ja keskittimillä (hub) yhdistetyistä lähiverkoista.
    1. Minkä eri protokollien otsakkeita ja dataa reitittimen R2 vastaanottama paketti sisältää? Piirrä kuva. (3 p)
    2. Minkä muotoisena reititin R2 lähettää paketin kytkimelle? Piirrä kuva, josta selviää erityisesti eri kerroksilla käytetyt osoitteet. (4 p)
    3. Miten aliverkkoja yhdistävä kytkin (switch) osaa ohjata saamansa kehyksen oikeaan aliverkkoon? (5 p)
    4. Miten keskitin toimii, kun se vastaanottaa kehyksen? (1 p)
    5. Missä vaiheessa ja miksi voidaan tarvita ARP-protokollaa? Miten sitä käytetään ja mitkä laitteet käyttävät? (5 p)
    6. Miten reititin R1 osaa lähettää koneelle A osoitetun paketin juuri reitittimelle R2? (2 p)
    Kuva verkosta



582202 Introduction to Data Communication (4 cr)
Liisa Marttinen

Separate and retake examination 27.3.2009
Write the name of the course, date, your name, student number and signature on every separate sheet. Books and calculators are not allowed.

In retake examination the credit points from the course exercises are included and the amount of points from this examination is scaled to the maximum of 50 points This is done only in situations when it gives the student a better grade.

  1. Internet protocol stack [14 p]
    1. Draw a picture of Internet protocol stack and give the names of its layers. Describe shortly the main tasks of each layer. (5 p)
    2. For what purpose are the protocols i) DNS, ii) UDP iii) CSMA/CD used? In which protocol stack layer are they situated? (9 p)

  2. TCP protocol [16 p]
    An application A (e.g. a mail server or web server) uses the TCP protocol to transfer a pretty large file including pictures to another application B (e.g. a mail server or a web browser) that is running in some other host.
    1. Assume that there are no errors or any other problems in the transfer. Explain using a diagram (or otherwise clear enough), what happens in the TCP-layer: what TCP segments are sent, in what order and when between the sender and the receiver. (10 p)
    2. Suppose that one TCP data segment gets totally lost in the transfer. What happens then? How do the sender and receiver recover from the error? How does the transfer continue after the error? Use a diagram or explain the situation otherwise clear enough. (6 p)

  3. IP protocol [10 p]
    2. IP protocol is able to transfer packets (datagrams) over very heterogeneous networks. How does IPv4 protocol handle the problem caused by different networks having different maximum sizes for the packets? (8 p)
    3. How does the IP protocol react to errors? How does it try to detect errors and to recover from them? (2 p)

  4. Local networks [20 p]
    The router R2 in the picture below receives from an other router R1 an datagram addressed to the host A that belongs to R2's own Ethernet local network (LAN). The datagram is sent by machine B situated somewhere in the Internet and contains an HTTP reply to an HTTP request that A has sent. The local network of the router R2 consists of LANs connected by switches and hubs.
    1. What different protocol headers and data is contained in the datagram received by router R2? Draw a picture of the datagram. (3 p)
    2. In what kind of form does R2 transmit the received datagram to the switch? Draw a picture that displays especially the addresses used in different layers. (4p)
    3. How is the switch connecting different LANs able to send the received frames to the right LAN? (5 p)
    4. What does the hub do when it receives a frame? (1 p)
    5. When and why it might be necessary to use the ARP protocol? How is it used and by which devices? (5 p)
    6. How does the router R1 know that the datagram addressed to host A should be sent to router R2? (2 p)

      Picture of the net