Kirjoita jokaisen vastauspaperisi alkuun kurssin nimi ja kokeen päivämäärä sekä nimesi, syntymäaikasi ja allekirjoituksesi. Kokeessa ei saa käyttää kirjoja eikä laskimia.

1. Kerro lyhyesti, mitä seuraavilla termeillä ja lyhenteillä tarkoitetaan ja missä niitä käytetään tai missä ne esiintyvät.

1. Taajuushyppely (frequence hopping) ( 4 p)
   Käytössäoleva taajuusalue on jaettu pienempiin taajuuskaistoihin ja dataa lähetettäessä vaihdellaan koko ajan taajuuskaistaa tietyn lähettäjän ja vastaanottajan tunteman kuvion sekvenssin mukaan. Tämä parantaa sekä tiedonsiirron turvallisuutta (salakuuntelu on vaikeampaa) ja luotettavuutta (häiriöt harvemmin kohdistuvat koko taajuusalueeseen). Käytössä langattomassa tiedonsiirrossa, sekä lähiverkoissa että puhelinverkoissa.

2. Reverse path forwarding (4 p)
   Algoritmi, jolta käytettäessä monilähetyksessä ei tarvitse erikseen laskea virittiävää puuta lähettäjällä kaikille monilähetyksen vastaanottajille. Kukin asema lähettää saamansa sanoman eteenpäin ('tulvittaa'), jos sanoma tulee portista, josta sanoman lähettäjälle yleensä lähetetään. Jos sanoma tulee muista porteista, niin se tuhotaan. Toiminta approksimoi lähettämistä virittävää puuta pitkin.

3. Piiloaseman ongelma (hidden station problem)(4 p)
   Radiolähetyksissä oman ympäristön kuunteleminen ei paljasta sitä, onko joku muu asema parhaillaan lähettämässä asemalle, jolle itsekin haluaisi lähettää. Eli kuunteleminen ei paljasta meneillään olevaa lähetystä. Tämä johtuu siitä, että radiolähetyksillä on rajallinen kuuluvuusalue. Ongelma ratkaistaan lähettämällä ' clear to send ' - ja 'clear to receive ' -viestit, joilla lähettäjä ja vastaanottaja ilmoittavat kumpikin omaan ympäristöönsä lähetyksestä.

4. Vuoromerkkiämpäri (token bucket) (4 p)
   Menetelmä purskeisen lähetyksen säätelyyn. Lähettäjälle generoidaan lähetyslupia eli vuoromerkkejä tasaisessa tahdissa. Kukin vuoromerkki oikeuttaa tietyn datamäärän lähettämisen. Jos lähetettävää ei ole, niin lähetyslupia varastoituu puskuriin eli ämpäriin mahdollisia tulevia purskeita varten. Ämpärin koko rajoittaa purskeen. Liikenteen säätelyn lisäksi käytössä myös liikenteen purskeisuuden määrittelyissä.

2. Miten RED-puskuri toimii? Missä sitä käytetään ja mitä ongelmaa se pyrkii ratkaisemaan? (10 p)

   Kun reitittimen puskurit ruuhkan takia täyttyvät, niin usein usean TCP- yhteyden segmentit jäävät ruuhkaan ja moni TCP-yhteys joutuu uudelleenlähetysajastimen lauettua aloittamaan uudelleen hitaalla aloituksella.
   Isossa verkossa tämä aiheuttaa verkon tahdoistumista eli oskillointia tukossa olevan ruuhkaisen verkon ja vajaakäyttöisen verkon välillä eli resurssien vajaakäyttöä ja paljon uudelleenlähetyksiä.

   RED -puskuri pyrkii aktiivisella puskurin hallinnalla kontrolloimaan puskurien täyttöastetta ja välttämään täyden ruuhkan syntymistä. Se hävittää puskurista paketteja , vaikka puskuri ei vielä olisikaan täynnä. RED-puskuri tarkkailee koko ajan puskurin täyttymistä. Kun täyttöaste ylittää minimirajan, niin puskurista satunnaisestii aletaan poistaa paketteja. Mitä täydempi puskuri on sitä suuremmalla todennäköisyydellä paketteja poistetaan. Kun puskurin täyttöaste ylittää maksimirajan, niin poistotodennäköisyys on yksi. Samoin todennäköisyys kasvaa, mitä pitempään aikaan ei ole poistettu paketteja. Poistot pyritään kohdistamaan myös tasapuolisesti ryöppyisille ja vähemmän ryöppyisille yhteyksille.

   Kun reitittimessä on käytössä RED-puskuri, niin reititin voi todella hävittää paketteja. RED-puskuria voidaan käyttää myös ECN-protokollan kanssa. Tällöin riiittää vain merkitä paketit hävitetyiksi eli ilmoittaa vastaanottajalle ruuhkasta ja ECN-protokollan avulla vastaanottaja taas ilmoittaa 'hävittämisestä' lähettäjälle, joka pienentää lähetystää samalla tavoin kuin segmentti olisi todella hävinnyt.

   Arvostelusta:
   RED-puskurin toiminnasta 0-5 pistettä
   Ongelmasta: 0-4 pistettä
   Käytöstä: 0-2 pistettä

3. Internetin palvelunlaatu (Quality of Service)
   1. Miksi Internetin nykypalvelut eivät riitä? Mitä ongelmia niissä on? (3p)
      Tässä haluttiin lähinnä selvitystä siitä, että Internetin tarjoama 'best effort'-tyyppinen palvelu ei riitä kaikille sovelluksille. Etenkin viive (delay) voi vaihdella hyvinkin paljon eikä sille taata mitään ylärajaa. Myös verkon turvapiirteissä on puutteita. TCP:n ruuhkanvalvonta rajoittaa pahasti monien sovellusten lähettämistä. Rajoitukset voidaan kiertää käyttämällä UDP:tä, mutta tällöin taas voi esiintyä virheitä. Myös ruuhkanvalvonnan kiertäminen UDP:n avulla voi aiheuttaa sitä pelättyä ruuhkaa.
   2. Mitä vaihtoehtoja on ehdotettu Internetin palvelunlaadun (QoS) parantamiseksi? Esitä eri ehdotusten perusideat sekä niiden edut ja haitat. (15 p)
      Tässä kaivattiin selvitystä intservistä ja diffservistä.
      Arvostelussa kummastakin saattoi saada pisteitä 0-8 (kuitenkin yhteensä vain 15). Perusideoista sai 0- 5 pistettä ja hyötyjen ja haittojen arvioinnista 0-3 pistettä.

4. Monilähetysreititys (Multicast routing)
   1. Mitä monilähetys on? Miksi monilähetysreititys tarpeen ja miten se eroaa tavallisesta Internet-reitityksestä? (4 p)
      Monilähetyksessä lähetetään sama paketti usealla vastaanottajalle (ryhmälle). Paketissa on osoitteena ryhmäosoite. Monilähetysreitityksessä reitittimien täytyy osata ohjata paketti kaikille ryhmän jäsenille. Monilähetysreititysalgoritmit muodostavat kullekin ryhmälle reitityspuun, joka yhdistää kaikki ne reitittimet, joiden isäntäkoneita on ryhmässä. Koko ryhmälle voi olla yksi puu tai sitten jokaiselle lähettäjälle voidaan muodostaa oma puu. Reititin tuntee puun ja aina tarvittaessa (kun puu haaraantuu) kopioi paketin kaikkiin siitä lähteviin haaroihin.
   2. Esittele kolme monilähetysreitityksessä käytettyä protokollaa ja selvitä myös lyhyesti niiden perustoiminnot ja -piirteet. (12 p)
      Mahdollisia reititysprotokollia ovat: DVMRP, MOSPF, CBT, PIM, Jokaisesta on saanut pisteitä 0-4 riippuen siitä, kuinka on paljon protokollan oleellisia piirteitä on selittänyt. Jo pelkän nimen mainitseminen on antanut yhden pisteen ja pisteitä jonkun pisteen on saanut, vaikka nimeä ei ole muistanutkaan, mutta on kuitenkin selittänyt toimintaa.