AP2 Redes de Computadores II 2009 1 Gabarito

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Fundação CECIERJ - Vi
e Presidên
ia de Edu
ação Superior a Distân
ia
Curso de Te
nologia em Sistemas de Computação
Dis
iplina: Redes de Computadores II
AP2 - GABARITO - 1
◦
semestre de 2009
1
a
questão (2.5 pontos)
Considere na rede abaixo que o host B envia uma mensagem para o host F e, em seguida, F
responde à mensagem de B. Os hosts B e F estão inter
one
tados através de um swit
h que
possui a tabela de en
aminhamento mostrada na �gura abaixo.
endereço interface
A
G
E
1
3
2
switch
hub hub hub
1
2 3
A B C D E F G H I
1. (0.5) Por qual(is) interfa
e(s) de saída do swit
h a mensagem do host F destinada ao
host B será en
aminhada ? (Explique porquê.)
Resposta: Será en
aminhada pela interfa
e 1, pois o swit
h, após o envio da mensagem
de B para F, 
riará uma entrada na tabela para o host B. Esta entrada foi inserida na
tabela quando o host B enviou uma mensagem para F.
2. (0.5) Construa a tabela de roteamento do swit
h após a tro
a de mensagens entre B e
F.
Resposta:
endereço interface
A
G
E
B
F
1
3
2
1
2
3. (0.5) Se ao invés de um swit
h, o equipamento usado para inter
onexão fosse um hub, por
qual(is) interfa
e(s) a mensagem de B para F seria en
aminhada ? (Explique porquê.)
Resposta:
Seria en
aminhada pelas interfa
es 2 e 3 pois o hub é um simples repetidor: en
aminha a
mensagem por todas as interfa
es de saída, ex
eto aquela pela qual re
ebeu a mensagem.
1
4. (0.5) Des
reva um 
enário em que pode o
orrer tro
a de mensagens entre hosts quaisquer
e o swit
h não en
aminhá-las por nenhuma de suas interfa
es.
Resposta:
Esta situação o
orre quando um host envia uma mensagem para outro host que está no
mesmo segmento de LAN, por exemplo, em uma tro
a de mensagens entre A e B.
5. (0.5) Cite duas 
ara
terísti
as que diferen
iam os swit
hes de roteadores.
Resposta:
1 - Swit
hes não implementam algoritmo para 
ál
ulo do melhor 
aminho de uma origem
até um 
erto destino na rede. As tabelas de en
aminhamento são geradas através de um
algoritmo de aprendizado.
2 - Swit
hes não ne
essitam de intervenção de um administrador para entrarem em ope-
ração, são plug and play, diferentemente dos roteadores que ne
essitam ser 
on�gurados
por um administrador.
2
a
questão (1.5 pontos)
O padrão IEEE802.11 para redes lo
ais sem �o tem dois modos de operação: 
om e sem
reserva.
1. (0.7) Suponha os seguintes 
enários: (i) o tamanho médio do quadro de dados é 3 vezes
maior que o tamanho do quadro de reservas e (ii) o tamanho médio do quadro de dados
é pou
o maior que o tamanho do quadro de reservas. Qual modo de operação vo
ê
es
olheria para 
ada um dos 
enários ? (Explique os motivos da sua es
olha.)
Resposta:
Cenário (i) : Es
olheria o proto
olo 
om reserva. Neste 
aso 
omo o tamanho mé dio do
quadro de dados é bem maior do que o quadro de reserva, o overhead introduzido pelos
quadros de reserva é menor do que o tempo que duraria a 
olisão de quadros de dados.
Cenário (ii) : Es
olheria o proto
olo sem reserva. Neste 
aso 
omo o tamanho médio
do quadro de dados é pou
o maior que o tamanho do quadro de reservas, o overhead
introduzido pelos quadros de reserva é maior que o tempo que duraria a 
olisão de
quadros de dados.
2. (0.8) Explique su
intamente 
omo fun
iona o algoritmo de a
esso ao meio deste proto
olo
para o 
aso de operação sem reserva.
Resposta:
• Emissor 802.11:
Passo 1: se o 
anal estiver livre, espera um pequeno tempo (DIFS) e então transmite
todo o quadro
Passo 2: se o 
anal estiver o
upado então
- ini
ia um tempo de ba
ko� aleatório
- de
rementa o tempo de ba
ko� quando o 
anal estiver livre
- transmite quando o tempo de ba
ko� 
hegar a zero
- se não 
hegar um ACK, aumenta o tempo de ba
ko� e repete o passo 2
• Re
eptor 802.11:
se o quadro re
ebido estiver OK
- envia ACK depois de esperar um SIFS
2
3
a
questão (2.0 pontos)
Considere a �gura abaixo 
omo sendo a rede de uma instituição.
switch
hub hub hub
1
2 3
100 mbps
100 mbps
100 mbps
-> enlaces de 10 Mbps e 100 Mbps entre os computadores e os hubs
roteador servidor de e-mail
servidor web
4
5
6
1Gbps
1Gbps
1GbpsInternet 
1. (0.7 pontos) Qual a vazão (bits por segundo) máxima agregada que pode ser al
ançada
entre o 
onjunto 
omposto por todos os 
omputadores que estão 
one
tados aos hubs e
a internet. Considere dois 
asos: que todos os 
omputadores estão 
one
tados ao hub a
10Mbps e a 100Mbps.
Resposta:
Caso 1: todos os 
omputadores estão 
one
tados ao hub a 10Mbps. A vazão máxima
agregada entre o 
onjunto 
omposto por todos os 
omputadores que estão 
one
tados
aos hubs e a internet é igual a 90Mbps.
Caso 2: todos os 
omputadores estão 
one
tados ao hub a 100Mbps. A vazão máxima
agregada entre o 
onjunto 
omposto por todos os 
omputadores que estão 
one
tados
aos hubs e a internet é igual a 300Mbps.
2. (0.6 pontos) Quantos domínios de 
olisão existem na rede da instituição ? Se ao invés
de hubs, tivermos swit
hes, o número de domínios de 
olisão seria diferente ?
Resposta:
Existe um domínio de 
olisão para todos os 
omputadores que estão 
one
tados aos hubs.
Se ao invés de hubs tivéssemos swit
hes, 
ada 
onjunto de três 
omputadores ligados ao
swit
h estaria em um domínio de 
olisão diferente. Teríamos então três domínios de
olisão um para 
ada grupo de três 
omputadores.
3. (0.7 pontos) Considere duas modi�
ações no 
enário da �gura a
ima: (i) substituição de
hubs por swit
hes e (ii) todas as portas do swit
h ligado ao roteador de 1Gbps. Neste
novo 
enário, qual seria a vazão (bits por segundo) máxima agregada que pode ser al-
ançada entre o 
onjunto 
omposto por todos os 
omputadores que estão 
one
tados aos
swit
hes e a internet. Considere dois 
asos: que todos os 
omputadores estão 
one
tados
ao hub a 10Mbps e a 100Mbps.
Resposta:
Caso 1: todos os 
omputadores estão 
one
tados ao hub a 10Mbps. A vazão máxima
agregada entre o 
onjunto 
omposto por todos os 
omputadores que estão 
one
tados
aos swit
hes e a internet é igual a 90Mbps. O fato de substituir hubs por swit
hes e
aumentar a velo
idade das portas do swit
h não altera a vazão pois o gargalo é o enla
e
entre o 
omputador e o swit
h que é de 10Mbps.
3
Caso 2: todos os 
omputadores estão 
one
tados ao hub a 100Mbps. A vazão máxima
agregada entre o 
onjunto 
omposto por todos os 
omputadores que estão 
one
tados
aos swit
hes e a internet é igual a 900Mbps. O gargalo neste 
aso passa a ser o enla
e
entre o 
omputador e o swit
h que é de 100 Mbps.
4
a
questão (2.0 pontos)
Considere o tipo de serviço ofere
ido pela Internet de hoje, 
onhe
ido 
omo best e�ort. Res-
ponda às perguntas abaixo.
1. (0.4 pontos) O que difere fundamentalmente apli
ações multimídia (ex. streaming de
vídeo) das apli
ações 
onven
ionais (ex. email)?
Resposta:
A diferença fundamental está nos requisitos destas apli
ações. Apli
ações multimídia são
tolerantes a perdas esporádi
as de dados mas não toleram bem a retardos introduzidos
pela rede. Atrasos podem 
omprometer o uso da apli
ação, enquanto perdas podem
ser toleradas. Apli
ativos 
onven
ionais possuem requisitos opostos, pois não toleram
perdas de dados mas podem tolera bem atrasos introduzidos pela rede.
2. (0.4 pontos) Qual problema o me
anismo de bu�erização do lado do 
liente utilizado
por apli
ativos multimídia se propõe a resolver?
Resposta:
O objetivo do me
anismo de bu�erização do lado do 
liente é reduzir ou até mesmo
eliminar o jitter introduzido pela rede. Lembrando que o jitter é a variação do atraso
entre os paotes do mesmo �uxo de dados.
3. (0.4 pontos) Qual é a desvantagem do me
anismo de bu�erização do lado do 
liente?
Resposta:
A grande desvantagem é o aumento do retardo de playba
k, ou seja, o usuário pre
isa
aguardar mais tempo até que os dados 
ome
em efetivamente a serem to
ados. Isto
se faz ne
essário, pois é pre
iso en
her o bu�er de alguns pa
otes antes de ini
iar a
de
odi�
ação dos dados.
4. (0.4 pontos) Como apli
ativos multimídia lidam 
om o fato de que usuários possuem
a
esso a Internet através de enlan
es 
om largura de banda distintas?
Resposta:
Basi
amente ofere
endo o 
onteúdo 
odi�
ado em diferentes taxas, 
orrespondendo a
diferentes qualidades. Por exemplo, um mesmo vídeo pode ser disponibilizado em duas
taxas, 
om mais e menos 
ompressão, tendo menor e maior qualidade, respe
tivamente.
Desta forma, usuários 
om largura de banda mais alta podem então a
essar o vídeo de
melhor qualidade, 
odi�
ado 
om uma taxa maior.
5. (0.4 pontos) Por que apli
ativos interativos em tempo real (ex. Skype) geralmente não
utilizam a retransmissão de pa
otes para re
uperar pa
otes perdidos?
Resposta:
Porque a retransmissão de pa
otes em geral leva muito tempo, pois é pre
iso dete
-
tar a ne
essidade de uma retransmissão, soli
itar a retransmissão a fonte, e re
eber o
novo pa
ote. Este tempo é, geralmente, muito grande dado o 
urto espaço de tempo
que apli
ativos interativos possuem para re
eber e de
odi�
ar o áudio sem impa
tar a
interatividade.
4
5
a
questão (2.0 pontos)
Segurança em redes. Responda às perguntas abaixo.
1. (0.4 pontos) Explique o que é a propriedade de não-repudiação garantida por assinaturas
digitais e des
reva 
omo esta propriedade é garantida.
Resposta:
Não-repudiação signi�
a que a pessoa que gerou e assinou uma determinada mensagem
não pode negar este fato. Ou seja, se a mensgem M é assinada por A e transmitida a
B, então A não pode negar que ele não gerou e assinou a mensagem. Esta propriedade
é garantida 
om assinaturas digitais, da seguinte forma. Ao assinar M , A utiliza sua
have privada K
−
A
. De posse da assinatura de M , qualquer um pode veri�
ar que M foi
foi assinada por A utilizando a 
have públi
a de A, ou seja, K
+
A
. Ninguém mais poderia
ter assinado M , pois somente A tem 
onhe
imento de sua 
have privada K
−
A
.
2. (0.4 pontos) Explique por que é importante que seja difí
il inverter uma função de hash
utilizada para gerar message digests (resumos). Ou seja, por que é importante ser difí
il
des
obrir algum M dado H(M).
Resposta:
Pois 
aso 
ontrário seria fá
il violar propriedades de segurança, 
omo a integridade e
até mesmo a não-repudiação. Por exemplo, se A deseja transmitir M para B sem que
a mesma seja modi�
ada, A pode enviar, por um meio seguro, H(M) e por outro meio
não seguro a mensagem M . Se for fá
il inverter H(M), o adversário pode en
ontrar
uma outra mensagem M ′ tal que H(M ′) = H(M) e substituir M por M ′ durante a
transmissão. O re
eptor (B, neste 
aso) será enganado pois re
ebe M ′ e H(M), e ao
veri�
ar 
onstata que H(M ′) = H(M). Entretanto, A transmitiu M e não M ′.
Considere que Ana deseje enviar uma mensagem M para Bruno. Ana quer que a mensagem
seja 
on�den
ial e que não seja modi�
ada ao longo da transmissão. Ana adota o seguinte
pro
edimento 
riptográ�
o:
1. Ana gera uma 
have simétri
a K que Bruno não 
onhe
e.
2. Ana 
ifra a mensagem M utilizando a 
have simétri
a K.
3. Ana 
ifra a 
have simétri
a K utilizando a 
have privada de Bruno K
−
B
4. Ana envia a Bruno o resultado das operações 2 e 3 a
ima.
Responda às perguntas abaixo.
1. (0.6 pontos) Qual é o problema do pro
edimento adotado por Ana?
Resposta:
Existem dois problemas. Primeiro, Ana não deveria 
onhe
er a 
have privada de Bruno,
pois a 
have privada é de 
onhe
imento apenas de seu dono. O segundo, e mais impor-
tante, é que qualquer um tem a
esso a 
have públi
a de Bruno, pois a mesma é públi
a.
De posse da 
have públi
a, qualquer um pode obter K de
ifrando esta 
have 
om a 
have
públi
a de Bruno. Ao obter K, qualquer um pode ler a mensagem M enviada por Ana.
Repare que a mensagem M também pode ser modi�
ada por um adversário no meio
do 
aminho e 
odi�
ada novamente utilizando K sem que Bruno saiba que a mesma foi
modi�
ada.
5
2. (0.6 pontos) Como vo
ê resolveria o problema? Des
reva um novo pro
edimento 
ripto-
grá�
o para Ana.
Resposta:
Ana pode resolver o problema utilizando a 
have públi
a de Bruno K
+
B
, que é de 
o-
nhe
imento de todos, para 
ifrar a 
have simétri
a K no passo 3 a
ima. Desta forma,
apenas Bruno, de posse de sua 
have privada, irá 
onseguir de
ifrar o resultado do passo
3 e obter a 
have simétri
a K que deve ser utilizada para de
ifrar M .
6