581333-1 Tietoliikenne I Erilliskoe 7.6.2002 Kirjoita jokaisen vastauspaperisi yläreunaan kurssin nimi ja kokeen päivämäärä sekä nimesi, syntymäaikasi ja allekirjoituksesi. 1. Opiskelija surffailee Internetissä ja klikkaa URL-linkkiä. Tuloksena opiskelijan koneen näytölle tulee näkyviin osoitetta vastaava sivu jostakin kaukana olevasta koneesta. a) Mitä sovelluskerroksella (application layer) tapahtuu? Mitä sovelluskerroksen toimintoja ja protokollia käytetään? Mitä sanomia ja missä järjestyksessä sovelluskerroksella lähetetään? (10 p) Tässä piti selostaa sekä IP-soitteen selvittämistä (DNS-protokolla) (5 p) että selaimen ja palvelimen välistä viestintää (HTTP-protokolla) klikatun sivun siirtämiseksi (5 p). * DNS-protokollan yhteydessä: miksi osoitetta tarvitaan ja kuinka se selvitetään URL:sta (välimuisti, rekursiivinen kysely, iteratiivinen kysely) DNS-sanomat: kysymys ja vastaussanomia * HTTP:n GET-sanoma ja sen vastaukseksi pyydetty sivu tarvittaessa lisäsivuja (esim. kuvia) pyydetään erikseen. Ektrapisteitä on voinut saada välimuistin käytöstä, pistokeohjelmoinnista, Tehtävässä riitti, kun mainitsi,että DNS käyttää UDP-protokollaa ja HTTP TCP-protokollaa omien protokollasanomiensa välittämiseen. b) Mitä tapahtuu kuljetuskerroksella (transport layer)? Mitä kuljetuskerroksen toimintoja ja protokollia käytetään? Mitä ja sanomia ja missä järjestyksessä kuljetuskerroksella lähetään? (10 p) * UDP:n toiminta lyhyesti (2 p) segmentti lähetetään heti, yksinkertainen virhetarkistus, ei uudelleenlähetyksiä yms hienouksia. * TCP:n toiminta (8 p) - yhteyden muodostus kolminkertaisella kättelyllä - data lähetetään segmentteinä segmenttien lähetyksessä virhetarkistus + uudelleenlähetys, jos kuittaus ei tule ajoissa, vuonvalvonta, jossa lähettäjä ilmoittaa paljonko pystyy ottamaan vastaan ja ruuhkanvalvonta hitaalla aloituksella - yhteyden purku kolminkertaisella kättelyllä 2. Reitityksestä a) Mitä yhteistä on reitittimellä (router) ja sillalla (bridge)? Miten ne eroavat? (4 p) Molemmat ohjaavat sanomia/kehyksiä eteenpäin kohti niiden vastaanottajia. Molemmilla käyttössä taulu, jonka avulla ne tietävät minne kehys lähetetään. Suurin ero on se, että reititin toimii verkkokerrokseella ja tutkii IP-osoitteita, mutta silta toimii linkkikerroksella ja tuntee MAC-osoitteita. Reititin on monimutkaisempi ja silta yksinkertaisempi ja tästä aiheutuu paljon pienempiä eroja niiden toiminnassa. b) Mikä on reititysprotokolla ja mihin sitä tarvitaan? (4p) c) Miten linkkitilareititystä (link state routing) noudattavat reitittimet päivittävät reititystietonsa? Selvitä melko yksityiskohtaisesti eri vaiheiden toiminta. (10 p) Linkkireityksen eri vaiheet: - naapureiden selvitys HELLO-paketilla ja - etäisyyksien laskeminen mm. ECHO-paketilla - linkkitilapaketin kokoaminen näistä tiedoista - paketin lähettäminen tulvittamalla kaikille - elinaikalaskuri - järjestysnumero - parhaimpien reittien selvittäminen esim. Dijkstran algoritmilla - oman reititystaulun päivittäminen Tätä tehdään säännöllisin, noin 30 sekunnin välein Jos jokin vaihe oli hyvin perusteellisesti selvitetty, siitä saattoi saada lisäpisteitä korvaamaan jotakin puutteellisempaa kohtaa. Tässä muutama oli haksahtanut selittämään etäisyysvektorireititystä. c) Miten pakettien reititys hoidetaan virtuaalipiiriverkossa (virtual circuit network)? (2 p) Kun lähetyksen ensimmäinen paketti reititetään vastaanottajalle, niin kukin reitillä ollut reititin päivittää reititystauluunsa tiedon siitä, minne tämän lähetyksen paketit ohjataan. Muut saman lähetyksen paketit seuraavat kaikki samaa reittiä. Kukin reititin antaa lähetykselle oman virtuaalipiirinumeron, joten reititystaulukossa on paketin tuloliitäntä (interface), sen vanha VC-numero, uusi VC-numero ja lähtöliitäntä. Pisteen on saanut, jos on kertonut pakettien kulkevan samaa reittiä ensimmäisen paketin jälkeen. Toinen piste on tullut siitä, kun on maininnut virtuaalipiireistä ja siitä, kuinka reitittimet pitävät niistä kirjaa. 3) Ethernet-verkko a) Miten Ethernet-verkon aseman MAC-kerros (medium access control layer) toimii lähettäessään kehystä verkkoon, jotta lähetys onnistuisi eikä aiheuttaisi törmäystä? (8 p) Tässä piti selittää Ethernetin MAC-kerroksen toiminta eli lähinnä kuinka CSMA/CD toimii lähettäessään MAC-kehyksen verkkoon: - ensin lähetyskanavan kuuntelu - jos vapaa, niin lähetetään heti - jos joku muu lähettämässä jäädään kuuntelemaan ja lähetetään heti, kun linja vapautuu kuuntelu ja lähetys 3 p - varmistetaan, ettei tullut törmäystä eli kukaan muu ei aloittanut lähetystä samaan aikaan (=> ethernet-kehyksellä minimi pituus) - kun törmäys havaitaan, siitä ilmoitetaan muille törmäys ja sen havaitseminen 2 p - törmäystilanteesta selvitään eksponentiaalisella binääriperuutuksella ja tässä lyhyt selvitys siitä kuinka peruutus toimii. (n. 3 pistettä) b) Miksi Ethernet-kehyksellä on minimi- ja maksimipituus? (4 p) Minimi tarvitaan, jotta törmäys ehditään havaita ennen lähetyksen loppumista Kohtalaisen pieni maksimi tarpeen, jotta a) muutkin pääsevät lähettämään b) törmäystodennäköisyys kasvaa suureksi, jos yksi lähettää hyvin pitkän ajan. Ethernet-verkko on melko luotettava, joten lähetyksen koko ei vaikuta paljoakaan virheellisten lähetrysten määrään. Myöskään maksimi ei vaikuta verkon tehokkuuteen!. Jos yksi on koko ajan lähettämässä, verkko on koko ajan täydessä käytössä. c) Millä eri tavoin Ethernet-verkkoja voidaan yhdistää suuremmiksi verkoiksi? Mitkä ovat kunkin tavan hyödyt ja haitat? (8 p) Yhdistämistapoja (keskitin, silta, kytkin ja reititin) on selvitetty Kurose & Rossin kirjassa ss. 427-440.