582202 Tietoliikenteen perusteet (4 op, 2 ov)

Liisa Marttinen

Kurssikuulustelu 6.5.2008
Kirjoita jokaisen vastauspaperisi yläreunaan nimesi, opiskelijanumerosi tai syntymäaikasi ja allekirjoituksesi.

1. Virheiden havaitseminen ja virheestä toipuminen [13 p]
   1. Miten Internet-protokollat IP, UDP ja TCP pyrkivät havaitsemaan virheitä ja miten ne toimivat virheen havaitessaan? (8 p)
   2. Käytössä on CRC-tarkistus ja virittäjäpolynomina (generator) on X^3 +X+1. Lähetettävä varsinainen data on 110101. Mitä saadaan CRC-tarkisteeksi ja mitä siis lähetetään linjalle? Miten vastaanottaja tietää, onko saapunut data virheellinen? (5 p)

2. Lähiverkoista [17 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. (3 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)

   Kuva verkosta

3. TCP:n ruuhkanhallinta ja vuonvalvonta [20 p]
   1. Mitä tarkoitetaan vuonvalvonnalla (flow control) ja ruuhkanvalvonnalla (congestion control)? Miksi niitä tarvitaan? (4 p)
   2. Miten TCP:ssä hoidetaan vuonvalvonta? (4 p)
   3. Esitä, miten TCP:n ruuhkanhallinta toimii tilanteessa, jossa halutaan lähettää 200 KB linjalla, jonka kiertoviive on 100 ms. Kynnysarvo (threshold) on aluksi 32 KB ja yhdessä segmentissä voidaan lähettää korkeintaan 2 KB (= maximum segment size). Oletetaan, että lähetystä rajoittaa vain ruuhkaikkuna eikä mitään ongelmia esiinny, vaan segmentit ja niiden kuittaukset saapuvat ajoissa perille. (6 p)
   4. Entä jos 10. lähetetty segmentti saapuu virheellisenä perille, mitä tällöin tapahtuu? Kuinka lähettäminen tästä jatkuu? Onko tässä eroa sillä, käytetäänkö TCP:n versiota Tahoe vai Reno? Jos on, niin miten eroavat? (6 p)

582202 Introduction to Data Communication (4 cr)
Liisa Marttinen

Course examination 6.5.2008
Write the name of the course, date, your name, student number and signature on every separate sheet. Books and calculators are not allowed.

1. Error detection and recovery [13 p]
   1. How do the Internet protocols IP, UDP ja TCP try to detect errors and if they detect an error what do they do to recover from it? (8 p)
   2. Assume that the CRC error-detection technique with the generator polynomial X^3 +X+1 is used. The databits to be sent are 110101. Calculate the CRC bits for these databits. What are the bits to be sent to the receiver? How does the receiver know that the received data is corrupted? (5 p)

2. About local networks [17 p]
   The router R2 in the picture 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. (3 p)
   3. How is the switch connecting different LANs able to send the received frames to rigth LAN? (5 p)
   4. What does the hub do when it receives a frame? (1 p)
   5. When and why it migth be necessary to use the ARP protocol? How is it used and by which devices? (5 p)

   Picture of the net.

3. TCP congestion control and flow control [20 p]
   1. What is meant by flow control and congestion control? Why are they needed?(4 p)
   2. How does TCP handle flow control? (3 p)
   3. Show how TCP congestion control functions in the situation where 200 KB is sent on aline that has 100 ms round-trip time. The threshold is first set to 32 KB and the maximum segment size is 2 KB. Assume that only the congestion window slows down the sending and there will be no problems in the sending so that the segments and their acknowledgements arrive uncorrupted and timely. (6 p)
   4. Suppose the 10th sent segment will arrive corrupted to the receiver, although the other segments will be uncorrupted. What happens then? How shall the sending continue? Does it make any difference if instead of the TCP version Tahoe the Reno version is used? If it does then how do they differ? (7 p)