Redes de Computadores - Lista 4

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Redes 1
2º Semestre de 2017
4º Lista de Exercícios – referente ao capítulo 4
Quais as principais funções da camada de rede?
As principais funções da camada de rede são a entrega de pacotes da origem para o destino por meio do conhecimento da topologia de rede e da escolha dos caminhos mais apropriados.
Como os algoritmos de roteamento podem ser classificados? 
Os algoritmos de roteamento são a parte do software da camada de rede responsável por decidir a linha de saída a ser tomada. Eles podem ser divididos em adaptativos e não adaptativos. Os algoritmos adaptativos são dinâmicos, ou seja, seu cálculo varia a cada nova informação. Já os algoritmos não adaptativos calculam a rota apenas uma vez e não a mudam mais, mesmo que recebam novas informações.
Descreva as formas de remontar os fragmentos IP no destino.
Como muitos nós da rede permitem a passagem de informações em um tamanho limitado, muitos dados são fragmentados. Remontá-los pode ser feito de duas formas: na primeira (não transparente), ao ser fragmentado, cada fragmento é tratado como um novo dado pela rede, podendo até ser enviados por rotas distintas, esses fragmentos apenas são remontados no destino. Já no modo transparente esses fragmentos são remontados no roteador seguinte. O problema dessa segunda estratégia é que o dado pode ter que ser fragmentado novamente mais adiante na rede, o que faz com que remontá-los sirva apenas para que o roteador tenha mais trabalho e que as rotas sejam mais restritas, uma vez que os fragmentos têm que ir todos para a mesma linha de saída.
Um dos motivadores do desenvolvimento do padrão IPv6 foi, sem dúvida, o esgotamento dos endereços IPv4 (“IPv4 address exhaustion”, em inglês). Esse esgotamento, todavia, tem sido postergado devido ao emprego de algumas técnicas que foram discutidas. Mencione essas dessas técnicas, explicando-a sucintamente.
	NAT: cada empresa possui apenas um pequeno número de endereços IP 	públicos, dentro dela há IP interno, mas esse IP não pode sair para a internet, 	sendo convertido pelo NAT ao sair do ambiente interno, assim diminuindo o 	número de IP existente.
	CIDR: permitiu a criação de redes que ignoram a classificação inicial das redes 	em classes, podendo ter redes com números variados de hosts e redes.
Sub-redes: quando uma empresa precisa expandir o número de redes, ao invés de pedir mais um número de IP, ela simplesmente subdivide o IP que já possui para ter mais redes. 
	DHCP: distribui endereços IP automaticamente para as máquinas conectadas a 	rede e quando elas se desconectam, esse endereço fica livre para ser usada por 	outra máquina.
Sua empresa possui um endereço de classe C: 192.32.64.0. Sua responsabilidade é definir as sub-redes para atender as necessidades da empresa, conforme o seguinte: 
A empresa possui 06 departamentos. 
Cada departamento possui de 4 a 25 hosts. 
Defina quantas sub-redes serão criadas. 
2n = 6
n = 3
23 = 8 subredes
Defina as máscaras de sub-rede a serem utilizadas. 
255.255.255.0: padrão classe C
255.255.255.1110 0000 = 255.255.255.224 
c) Defina os endereços de rede e de broadcast de cada uma das sub-redes criadas. 
1110 0000 = 224
256 – 224 = 32
1ª subrede: 192.32.64.0 e 192.32.64.31
2ª subrede: 192.32.64.32 e 192.32.64.63
3ª subrede: 192.32.64.64 e 192.32.64.95
4ª subrede: 192.32.64.96 e 192.32.64.127
5ª subrede: 192.32.64.128 e 192.32.64.159
6ª subrede: 192.32.64.160 e 192.32.64.191
7ª subrede:192.32.64.192 e 192.32.64.221
8ª subrede: 192.32.64.222 e 192.32.64.254
Defina o range de endereços IP para os hosts de cada sub-rede. 
1ª subrede: 192.32.64.1 e 192.32.64.30
2ª subrede: 192.32.64.33 e 192.32.64.62
3ª subrede: 192.32.64.65 e 192.32.64.94
4ª subrede: 192.32.64.97 e 192.32.64.126
5ª subrede: 192.32.64.129 e 192.32.64.158
6ª subrede: 192.32.64.161 e 192.32.64.190
7ª subrede:192.32.64.193 e 192.32.64.222
8ª subrede: 192.32.64.225 e 192.32.64.254
e) Defina a quantidade de hosts que cada sub-rede pode comportar. 
	28-3 – 2 = 25 – 2 = 30
Seja o seguinte endereço IP e a máscara de sub-rede de um dado host: 
IP address: 187.67.19.226 
Subnetmask: 255.255.252.0 
Considerando que está sendo adotado o esquema de endereçamento por classes, e com base nos dados fornecidos, indique: 
A classe de endereço da rede; 
187 = 1011 1011
Começa com 10 = Classe B
Quantos são os bits destinados à identificação de sub-rede; 
252 = 1111 1100
6 bits
Em até quantas sub-redes pode ser dividida a rede. 
26 = 64 subredes
A máscara de sub-rede de uma rede na Internet e 255.255.240.0. Qual é o numero máximo de hosts que ela pode manipular?
240 = 1111 0000
24+8 – 2 = 4.096 – 2 = 4.094 hosts
Um grande numero de endereços IP consecutivos está disponível a partir de 198.16.0.0. Suponha que quatro organizações, A, B, C e D, solicitem 4000, 2000, 4000 e 8000 endereços, respectivamente, e nessa ordem. Para cada uma delas, forneça o primeiro endereço IP atribuído, o último endereço IP atribuído e a máscara na notação w.x.y.z/s 
	198 = 1100 0110 → Classe C
	211 = 2.048 → 1110 0000 = 224 → 256 – 224 = 32 → /19
	212 = 4.096 → 1111 0000 = 240 → 256 – 240 = 16 → /20
	213 = 8.192 → 1111 1000 = 248 → 256 – 248 = 8 → /21
	
	/19
	/20
	/21
	
198.16.0.0 – 198.16.31.255
	
198.16.0.0 – 198.16.15.255
198.16.16.0 – 198.16.31.255
	198.16.0.0 – 198.16.7.255
198.16.8.0 – 198.16.15.255
198.16.16.0 – 198.16.23.255
198.16.24.0 – 198.16.31.255
	
198.16.32.0 – 198.16.63.255
	
198.16.32.0 – 198.16.47.255
198.16.48.0 – 198.16.63.255
	198.16.32.0 – 198.16.39.255
198.16.40.0 – 198.16.47.255
198.16.48.0 – 198.16.55.255
198.16.56.0 – 198.16.63.255
	
198.16.64.0 – 198.16.95.255
	
198.16.64.0 – 198.16.79.255
198.16.80.0 – 198.16.95.255
	198.16.64.0 – 198.16.71.255
198.16.72.0 – 198.16.79.255
198.16.80.0 – 198.16.87.255
198.16.88.0 – 198.16.95.255
	
	Empresa A: 198.16.0.1 – 198.16.15.254
	Empresa B: 198.16.16.1 – 198.16.23.254
	Empresa C: 198.16.32.1 – 198.16.47.254
	Empresa D: 198.16.64.1 – 198.16.95.254
Um roteador tem as seguintes entradas (CIDR) em sua tabela de roteamento:
Endereço/máscara Próximo hop
135.46.56.0/22	 Interface 0
135.46.60.0/22	 Interface 1
192.53.40.0/23	 Roteador 1
Padrão		 Roteador 2
Para cada um dos endereços IP a seguir, o que o roteador fará se chegar um pacote comesse endereço?
/22 = 255.255.252.0 = 1111 1111.1111 1111.1111 1100.0000 0000
/23 = 255.255.254.0 = 1111 1111.1111 1111.1111 1110.0000 0000
135.46.63.10
135.46.63.10 = 1000 0111.0010 1110.0011 1111.0000 1010
AND /22 = 1000 0111.0010 1110.0011 1100.0000 0000 = 135.46.60.0
AND /23 = 1000 0111.0010 1110.0011 1110.0000 0000 = 135.46.64.0
Interface 1
135.46.57.14
135.46.57.14 = 1000 0111.0010 1110.0011 1001.0000 1110
AND /22 = 1000 0111.0010 1110.0011 1000.0000 0000 = 135.46.56.0
AND /23 = 1000 0111.0010 1110.0011 1000.0000 0000 = 135.46.56.0
Interface 0
135.46.52.2
135.46.52.14 = 1000 0111.0010 1110.0011 0100.0000 0010
AND /22 = 1000 0111.0010 1110.0011 0100.0000 0000 = 135.46.52.0
AND /23 = 1000 0111.0010 1110.0011 0100.0000 0000 = 135.46.52.0
Roteador 2
192.53.40.7
192.53.40.7 = 1100 0000.0011 0101.0010 1000.0000 0111
AND /22 = 1100 0000.0011 0101.0011 1000.0000 0000 = 192.53.40.0
AND /23 = 1100 0000.0011 0101.0011 1000.0000 0000 = 192. 53.40.0
Roteador 1
192.53.56.7
192.53.56.7 = 1100 0000.0011 0101.0011 1000.0000 0111
AND /22 = 1100 0000.0011 0101.0011 1000.0000 0000 = 192.53.56.0
AND /23 = 1100 0000.0011 0101.0011 1000.0000 0000 = 192.53.56.0
Roteador 2
Considere a rede da Figura 1, mas ignore os pesos nas linhas. Suponha que ela utilize o flooding (inundação) como algoritmo de roteamento. Se um pacote enviado por A até D tem uma contagem máxima de hops igual a 3, liste todas as rotas que ele seguirá. 
Figura 1
	ABCD, AGHD
Geralmente, as modernas redes de computadores utilizam algoritmos de roteamento dinâmicos que são mais complexos que o flooding, porém mais eficientes, porque encontram os caminhos mais curtospara a topologia atual. Dois algoritmos dinâmicos específicos, o roteamento com vetor de distância e o roteamento por estado de enlace, são os mais conhecidos. Descreva-os de forma sucinta
	Roteamento com vetor de distância: nesse tipo de roteamento cada roteador faz 	uma tabela com a melhor distância conhecida até cada destino e qual é o 	caminho e essa tabela é atualizada pela troca de informação com os vizinhos.
	Roteamento por estado de enlace: cada roteador envia aos seus vizinhos um 	pacote especial que é respondido com o endereço de rede do roteador, que deve 	ser mundialmente exclusivo e calcular o tempo mais curto para cada um dos 	roteadores, mas dessa vez ele sabe se está na rota.
	
Considere a rede da Figura 2. O roteamento com vetor de distância é usado e os vetores a seguir acabaram de entrar no roteador C: De B: (5, 0, 8, 12, 6, 2), de D: (16, 12, 6, 0, 9, 10); e de E: (7, 6, 3, 9, 0, 4). Os retardos medidos para B, D e E são 6, 3 e 5, respectivamente. Qual e a nova tabela de roteamento de C? Forneça a linha de saída a ser usada e o retardo esperado.
Figura 2
	
	A
	B
	C
	D
	E
	F
	A
	0
	5
	11/B
	16
	7
	7/B
	B
	5
	0
	6/C
	12
	6
	2
	C
	11/B
	6/C
	0/C
	3/C
	5/C
	8/B
	D
	16
	12
	3/C
	0
	9
	10
	E
	7
	6
	5/C
	9
	0
	4
	F
	7/B
	2
	8/B
	10
	4
	0
	AC:
	Via B: 5 + 6 = 11
	Via D: 16 + 3 = 19
	Via E: 7 + 5 = 12
	AF:
	Via B: 5 + 2 = 7
	Via C: 11 + 8 = 19
	Via D: 16 + 10 = 26
	Via E: 7 + 4 = 11
	CF: 
	Via B: 2 + 6 = 8
	Via D: 10 +3 = 13
	Via E: 4 + 5 = 9