582202 Tietoliikenteen perusteet (4 op, 2 ov)

Liisa Marttinen

Erillis- ja uusintakuulustelu 17.6.2008
Kirjoita jokaisen vastauspaperisi yläreunaan nimesi, opiskelijanumerosi tai syntymäaikasi ja allekirjoituksesi.

Uusintakuulustelussa otetaan huomioon kurssin harjoituspisteet ja kokeen maksimipistemääräksi skaalataan 50 p.
Näin tehdään vain, jos tuloksena on korkeampi pistemäärä kuin erilliskuulusteluna.

1. INTERNETIN PROTOKOLLAPINOSTA JA PROTOKOLLISTA [18 p]
   1. Piirrä Internetin protokollapino ja nimeä sen eri kerrokset. (3 p)
      Tämän olivat lähes kaikki osanneet:
      sovelluskerros (application layer)
      kuljetuskerros (transport layer)
      verkkokerros (network layer)
      linkkikerrros (link layer)
      peruskerros, fyysinen kerros (physical layer)

      Nimivirheestä vähennettiin 1/2 pistettä ja puuttuvasta tai väärässä järjestyksessä olleesta kerroksesta 1 piste.

   2. Sijoita seuraavat protokollat oikeisiin kerroksiin: MAC, DNS, UDP, DHCP ja IMAP. Kerro myös muutamalla sanalla, mihin näitä protokollia käytetään (10 p)
      Kunkin protokollan sijoitus oikeaan kerrokseen 1 piste ja protokollan käyttöselvitys 1 p
      • MAC-protokolla on linkkikerroksen protokolla esim. Ethernetin linkkikerroksen protokolla tai Aloha tai PPP-protokolla. (MAC = Medium Acces Control eli kuinka säädellään siirtomedian käyttöä etenkin yhteiskäyttöisillä linkeillä) Tässä usea kertoi MAC-osoitteesta eli linkkikerroksen osoitteesta!
      • DNS on sovelluskerroksen protokolla, jonka sanomat kuljetetaan käyttäen kuljetuskerroksen UDP-protokollaa.
      • DHCP on myös sovelluskerroksen protokolla ja siinäkin sanomat kuljetetaan käytäen UDP-protokollaa.

   3. Mitkä Internetin protokollapinon kerrokset on toteutettu seuraavissa laitteissa:
      i) kytkin (switch), ii) toistin (repeater), iii) isäntäkone (host) ja iv) reititin (router)? (5 p)
      toistimessa vain fyysinen kerros, kytkimessä fyysinen- ja linkkikerros, reitittimessä niiden lisäksi myös verkkokerros ja isäntäkoneeessa on toteutettu kaikki kerrokset.
      Jokaisesta virheellisestä eli ylimääräisestä tai puuttuvasta kerroksesta on mennyt puoli pistettä.

2. IP-OSOITE ja IP-PROTOKOLLA (IPv4) [18 p]
   1. IP-verkko on pakettikytkentäinen (packet-switched) verkko, joka tarjoaa yhteydetöntä (connectionless)
      ja epäluotettavaa (unrealiable) palvelua. Mitä näillä termeillä tarkoitetaan? (6 p)
   2. Millainen on IP-osoite? (4 p)
   3. 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)
      Tässä haluttiin selvitys IPv4-protokollan fragmentoinnista eli paloittelusta.
      • Välissä oleva reititin suorittaa tarvittaessa paloittelun. Vasta vastaanottava isäntä kokoaa palaset yhdeksi paketiksi. (1-2 p)
      • Protokollassa on omat kentät tätä varten:
        tunniste (identifier): kaikilla paloilla on sama tunniste, jotta ne voidaan yhdistää (1 p)
        poikkeama (offset): kertoo palan sijainnin alkuperäisessä paketissa poikkemana alusta (kahdeksan bitin monikertoina). Näin osataan laittaa pala oikeaan kohtaan paketissa. (1-2 p)
        more-bitti: onko tämän palan jälkeen vielä tulossa lisää paloja vai onko tämä viimeinen pala alkuperäistä pakettia. Tämä siksi, että vastaaottaja tietää, milloin on saanut koko paketin. (1-2 p)
        Lisäksi on bitti, jolla koko paloittelu voidaan kieltää. Kaikki isännät eivät osaa koota palasista paketteja. Tällöin liian suuri paketti hylätään. (1-2 p)
        DoS-hyökkäys (palvelunestohyökkäys) voi hyödyntää paloittelu (1-2)

        Maksimi pistemäärä oli kuitenkin 8 pistettä

3. RUUHKANHALLINTA INTERNETISSÄ [18 p]
   1. TCP-protokollan ruuhkanhallinta perustuu hitaaseen aloitukseen (slow start), ruuhkan välttelyyn
      (congestion avoidance) ja nopeaan toipumiseen (fast recovery). Mitä näillä termeillä tarkoitetaan? (6 p)
   2. Selitä TCP:n ruuhkanhallinnan toiminta pääpiirteissään. (4 p)
   3. Miten TCP-versioiden Reno ja Tahoe toiminta eroaa? (4 p)
   4. Miten uudelleenlähetysajastimelle osataan asettaa sopiva arvo? Mitä tapahtuu, jos arvo on liian pieni?
      Entä mitä tapahtuu, jos arvo on liian suuri? (4 p)

4. SITÄ SUN TÄTÄ [6 p]
   1. Mikä on pistoke (socket)? (1 p)
   2. Mikä on eväste (cookie) ja miksi sitä käytetään? (1 p)
   3. Osoita, että valikoivaa toistoa (Selective Repeat) käytettäessä syntyy ongelmia, jos numeroita
      on käytössä 8 eli numerot 0, 1, ..., 7 ja ikkunan koko on 5. (2 p)
   4. Mihin tarvitaan ARP-protokollaa? Kuinka se toimii? (2 p)