REDES Questões de revisão do capítulo 4 - kurose

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Universidade Federal de Uberlândia 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Redes de Computadores 
 
Questões de revisão do capítulo 4 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Jonatha Michael Lima de Almeida 11221EEL013 
 
Uberlândia 
2017
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Questões de revisão do capítulo 4 
 
SEÇÕES 4.1–4.2 
 R1. Vamos rever um pouco da terminologia usada neste livro. Lembre-se de 
que o nome de um pacote na camada de transporte é segmento e que o nome 
de um pacote na camada de enlace é quadro. Qual é o nome de um pacote de 
camada de rede? Lembre-se de que roteadores e comutadores da camada de 
enlace são denominados comutadores de pacotes. Qual é a diferença 
fundamental entre um roteador e um comutador da camada de enlace? 
Lembre-se de que usamos o termo roteadores tanto para redes de datagramas 
quanto para redes de CVs. 
Os pacotes da camada de rede são chamados de datagramas. 
Os comutadores de camada de enlace baseiam a decisão de repasse no 
valor que está no campo da camada de enlace. Já os roteadores, baseiam 
sua decisão de repasse no valor que está no campo de camada de rede 
 
R2. Quais são as duas funções mais importantes de camada de rede em uma 
rede de datagramas? Quais são as três funções mais importantes de camada 
de rede em uma rede com circuitos virtuais? 
As funções mais importantes da camada de rede em uma rede de 
datagramas são repasse e roteamento, e em uma rede com circuitos 
virtuais são estabelecimento da conexão, repasse e roteamento. 
 
R3. Qual é a diferença entre rotear e repassar? 
Rotear é traçar uma rota pela qual o datagrama deve seguir, baseada em 
um algoritmo de roteamento, visando sempre a rota de menor custo. 
Repassar é apenas pegar um pacote de um enlace de entrada e repassa-lo 
para um enlace de saída pré-estabelecido pela tabela de repasse. 
 
R4. Os roteadores nas redes de datagramas e nas redes de circuitos virtuais 
usam tabelas de repasse? Caso usem, descreva as tabelas de repasse para 
ambas as classes de redes. 
Uma tabela de repasse em uma rede de circuitos virtuais, é bem simples, 
tem o número da interface de entrada e seu respectivo número de circuito 
virtual, e o número da interface de saída para qual o pacote deve ser 
conduzido, juntamente com o número do circuito virtual de saída que 
deve ser atualizado no pacote. Cada linha da tabela é criada quando se 
estabelece um circuito virtual, e excluída quando se encerra o circuito 
virtual. 
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Uma tabela de repasse de uma rede de datagramas contém uma coluna 
com uma faixa de endereços de destino e outra coluna com o enlace de 
saída para o qual um pacote deve seguir se estiver dentro dessa faixa de 
endereços, alende uma informação dizendo pra onde o pacote deve 
seguir se não estiver contido em nenhuma das faixas de endereço da 
tabela. Essa tabela ao contrário da de CVs, não atualiza a cada conexão 
estabelecida, ela é atualizada em um tempo relativamente grande, de 
acordo com algoritmos de repasse da camada de rede. 
 
R5. Descreva alguns serviços hipotéticos que a camada de rede poderia 
oferecer a um pacote individual. Faça o mesmo para um fluxo de pacotes. 
Alguns dos serviços hipotéticos que você descreveu são fornecidos pela 
camada de rede da Internet? Alguns são fornecidos pelo modelo de serviço 
ATM CBR? Alguns são fornecidos pelo modelo de serviço ATM ABR? 
Alguns serviços hipotéticos poderiam ser: entrega garantida de um 
pacote, tempo de entrega garantido, atraso máximo garantido, entrega 
sem perdas, emtrega em sequancia correta, tempo entre pacotes sempre 
igual, garantia de segurança do pacote não ser enviado a um terceiro, 
sigilo, integridade dos dados do pacote, etc. 
Na rede da internet não há garantia de que a temporização entre pacotes 
seja preservada, não há garantia de que os pacotes sejam recebidos na 
ordem em que foram enviados e não há garantia da entrega final dos 
pacotes transmitidos, e também não há uma indicação de 
congestionamento, esse modelo de serviço utilizado pela internet é 
chamado de serviço de melhor esforço. 
No modelo de serviço ATM CBR existe uma taxa constante garantida, uma 
garantia contra perda de pacotes, garantia que os pacotes cheguem na 
ordem, temporização garantida, e garantia de não congestionamento. 
E no modelo ATM ABR, a largura de banda tem uma taxa mínima 
garantida, garantia que os pacotes cheguem na ordem, no entanto não há 
garantia contra perdas, e nem temporização garantida, pode haver 
congestionamento, mais diferente da internet esse modelo indica quando 
há congestionamento. 
 
R6. Cite algumas aplicações que poderiam se beneficiar do modelo de serviço 
ATM CBR. 
Aplicações como videochamadas, Skype, jogos em tempo real, etc. essas 
aplicações precisam de uma taxa mínima garantida, e precisam que os 
pacotes cheguem em ordem. 
 
 
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SEÇÃO 4.3 
 R7. Discuta por que cada porta de entrada em um roteador de alta velocidade 
armazena uma cópia de sombra da tabela de repasse. 
Para que ele possa tomar as decisões de repasse do pacote sem ter que 
ocupar o processador do roteador, evitando um gargalo de 
processamento e aumentando a velocidade de repasse. 
 
R8. Três tipos de elementos de comutação são discutidos na Seção 4.3. Cite e 
descreva brevemente cada tipo. Qual (se houver algum) pode enviar múltiplos 
pacotes em paralelo pelo elemento? 
Comutação por memória: Uma porta de entrada na qual um pacote 
estivesse entrando primeiro sinalizaria ao processador de roteamento por 
meio de uma interrupção. O pacote era então copiado da porta de entrada 
para a memória do processador. O processador de roteamento então 
extraía o endereço de destino do cabeçalho, consultava a porta de saída 
apropriada na tabela de repasse e copiava o pacote para os buffers da 
porta de saída. 
Comutação por um barramento: as portas de entrada transferem um 
pacote diretamente para a porta de saída por um barramento 
compartilhado sem a intervenção do processador de roteamento. Para 
isso, a porta de entrada insere um rótulo interno ao comutador 
(cabeçalho) antes do pacote, indicando a porta de saída local à qual ele 
está sendo transferido e o pacote é transmitido para o barramento. Ele é 
recebido por todas as portas de saída, mas somente a porta que combina 
com o rótulo manterá o pacote. O rótulo é então removido na porta de 
saída, pois só é usado dentro do comutador para atravessar o 
barramento. 
Comutação por uma rede de interconexão: Um comutador do tipo 
crossbar é uma rede de interconexão que consiste em 2n barramentos 
que conectam n portas de entrada com n portas de saída. Cada 
barramento vertical atravessa cada barramento horizontal em um 
cruzamento, que pode ser aberto ou fechado a qualquer momento pelo 
controlador do elemento de comutação (cuja lógica faz parte do próprio 
elemento de comutação). Quando um pacote chega da porta A e precisa 
ser repassado para a porta Y, o controlador do comutador fecha o 
cruzamento na interseção dos barramentos A e Y, e a porta A, então, 
envia o pacote para seu barramento, que é apanhado (apenas) pelo 
barramento Y. 
Apenas o elemento de comutação por rede de interconexão pode enviar 
múltiplos pacotes em paralelo ao mesmo tempo. 
 
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R9. Descreva como pode ocorrer perda de pacotes em portas de entrada. 
Descreva como a perda de pacotes pode ser eliminada em portas de entrada 
(sem usar buffers infinitos). 
As perdas de pacotes na porta de entrada são causadas pela formação de 
fila, quando o comutador não consegue repassar todos os pacotes de 
entrada as portas de saída ao mesmo tempo, e quando pacotesprovenientes de várias entradas precisam ser repassados a uma mesma 
porta de saída. Assim a medida que as filas aumentam e o buffer atinge 
seu limite, os pacotes começam a ser descartados na entrada. Uma 
maneira de eliminar perdas nas portas de entrada é aumentar a 
velocidade do comutador, tal maneira que consiga comutar tantos 
pacotes mesmo que cheguem em todas as portas ao mesmo tempo. 
 
R10. Descreva como pode ocorrer perda de pacotes em portas de saída. Essa 
perda poderia ser impedida aumentando a velocidade de fábrica do 
comutador? 
A perda de pacotes na porta de saída ocorre quando vários pacotes 
provenientes de portas de entradas diferentes chegam a mesma porta de 
saída, e a porta de saída não consegue transmitir todos eles no tempo em 
que chegam, formando uma fila, e quando essa fila extrapola a memória 
de saída os pacotes são perdidos. Essa perda não poderia ser impedida 
aumentando a velocidade do comutador, pois o que causa a formação da 
fila é a limitação da taxa de transmissão da porta de saída. 
 
R11. O que é bloqueio HOL? Ele ocorre em portas de saída ou em portas de 
entrada? 
O bloqueio HOL ocorre nas portas de entrada, ele ocorre quando um 
pacote que está na fila de entrada deve esperar pela transferência através 
do elemento de comutação, mesmo que sua porta de saída esteja livre, 
porque ele está bloqueado por outro pacote na cabeça da fila, cuja porta 
de saída está ocupada. 
 
SEÇÃO 4.4 
 
R12. Roteadores têm endereços IP? Em caso positivo, quantos? 
Sim, tantos quantas forem sua quantidade de portas 
 
R13. Qual é o equivalente binário de 32 bits para o endereço IP 223.1.3.27? 
11011111.00000001.00000011.00011011 
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R14. Visite um hospedeiro que usa DHCP para obter seu endereço IP, 
máscara de rede, roteador de default e endereço IP de seu servidor DNS local. 
Faça uma lista desses valores. 
Endereço IPv4: 192.168.1.13 
Máscara de sub-rede IPv4: 255.255.255.0 
Gateway Padrão IPv4: 192.168.1.1 
Servidor DNS IPv4: 192.168.1.1 
Servidor DHCP IPv4: 192.168.1.1 
Endereço IPv6 link-local: fe80::b928:605d:5237:163d%5 
 
R15. Suponha que haja três roteadores entre os hospedeiros de origem e de 
destino. Ignorando a fragmentação, um datagrama IP enviado do hospedeiro 
de origem até o hospedeiro de destino transitará por quantas interfaces? 
Quantas tabelas de repasse serão indexadas para deslocar o datagrama desde 
a origem até o destino? 
Esse datagrama IP passará por pelo menos 8 interfaces(a do hospedeiro 
de origem, a de entrada e saída de cada roteados, e a do hospedeiro de 
destino). 
Pelo menos três tabelas de repasse serão idexadas, uma em cada 
roteador. 
 
R16. Suponha que uma aplicação gere blocos de 40 bytes de dados a cada 
20 ms e que cada bloco seja encapsulado em um segmento TCP e, em 
seguida, em um datagrama IP. Que porcentagem de cada datagrama será 
sobrecarga e que porcentagem será dados de aplicação? 
50% de cada datagrama será sobrecarga, visto que o cabeçalho do TCP 
tem 20 bytes, e p cabeçalho do IP tem mais 20 bytes (considerando que 
não haja nada no campo opções). Sendo assim, cada datagrama terá 40 
bytes, e apenas 20 deles serão dados de aplicação, ou seja, 50%. 
 
R17. Suponha que o hospedeiro A envie ao hospedeiro B um segmento TCP 
encapsulado em um datagrama IP. Quando o hospedeiro B recebe o 
datagrama, como sua camada de rede sabe que deve passar o segmento (isto 
é, a carga útil do datagrama) para TCP e não para UDP ou qualquer outra 
coisa? 
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Um campo no cabeçalho do datagrama IP indica qual o protocolo de 
transporte está sendo utilizado, esse campo é chamado protocolo da 
camada superior (ou somente protocolo). 
 
R18. Suponha que você compre um roteador sem fio e o conecte a seu modem 
a cabo. Suponha também que seu ISP designe dinamicamente um endereço IP 
a seu dispositivo conectado (isto é, seu roteador sem fio). Suponha ainda que 
você tenha cinco PCs em casa e que usa 802.11 para conectá-los sem fio ao 
roteador. Como são designados endereços IP aos cinco PCs? O roteador sem 
fio usa NAT? Por quê? 
Os endereços IPs dos PCs são designados pelo roteador sem fio através 
de DHCP, e o roteador sem fio usa uma tabela NAT para determinar para 
qual dos cinco PCs vai cada pacote que ele recebe, já que ele envia e 
recebe pacotes externos por meio de um único IP válido. 
 
R19. Compare os campos de cabeçalho do IPv4 e do IPv6 e aponte suas 
diferenças. Eles têm algum campo em comum? 
Diferenças do IPv4 para o IPv6: Capacidade de endereçamento expandida, 
cabeçalho fixo de 40 bytes, rotulação de fluxo e prioridade. Campos 
retirados na versão do IPv6: Fragmentação/remontagem, soma de 
verificação do cabeçalho, opções. 
Campos em comum: versão, limite de saltos/TTL, próximo 
cabeçalho/protocolo, endereço de destino e de origem. 
 
R20. Afirma-se que, quando o IPv6 implementa túneis via roteadores IPv4, o 
IPv6 trata os túneis IPv4 como protocolos de camada de enlace. Você 
concorda com essa afirmação? Explique sua resposta. 
Sim, pois nesta ocasião, os datagramas do protocolo IPv6, são tratados 
como dados, e colocados no campo de dados dos datagramas IPv4, sem 
que nenhuma informação do seu conteúdo(incluindo cabeçalho) seja 
perdida. 
 
SEÇÃO 4.5 
R21. Compare e aponte as diferenças entre os algoritmos de roteamento de 
estado de enlace e por vetor de distâncias. 
Os algoritmos de roteamento de estado de enlace calculam o caminho de 
menor custo entre uma origem e um destino usando conhecimento 
completo e global sobre a rede. Em outras palavras, o algoritmo 
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considera como entradas a conectividade entre todos os nós e todos os 
custos dos enlaces. 
No algoritmo por vetor de distância o cálculo do caminho de menor custo 
é realizado de modo iterativo e distribuído. Nenhum nó tem informação 
completa sobre os custos de todos os enlaces da rede. Em vez disso, 
cada nó começa sabendo apenas os custos dos enlaces diretamente 
ligados a ele. Então, por meio de um processo iterativo de cálculo e de 
troca de informações com seus nós vizinhos (isto é, que estão na outra 
extremidade dos enlaces aos quais ele próprio está ligado), um nó 
gradualmente calcula o caminho de menor custo até um destino ou um 
conjunto de destinos. 
 
R22. Discuta como a organização hierárquica da Internet possibilitou estender 
seu alcance para milhões de usuários. 
Utilizando a hierarquia, possibilitou-se a criação de sistemas autônomos 
(AS), onde cada organização, ou ISP, responsável pelo seu sistema 
autônomo, pode rodar o protocolo que quiser inter-AS dentro do seu 
sistema, não precisando ter informação do sistema global como um todo, 
assim diminuindo a carga em cima dos protocolos de roteamentos. 
 
R23. É necessário que todo sistema autônomo use o mesmo algoritmo de 
roteamento intra-AS? Justifique sua resposta. 
Não, cada sistema pode utilizar o algoritmo que quiser intra-AS, pois esse 
algoritmo não fornece informações a sistemas de fora, nem recebe 
informações dele, ou seja, não depende dos sistemas externos a ele para 
funcionar. É necessário apenas que rodem o mesmo algoritmo inter-AS 
para se comunicar com outros sistemas autônomos externos a ele. 
 
SEÇÃO 4.6 
 
R24. Considere a Figura 4.37. Começando com a tabela original em D, 
suponha que D receba de A o seguinte anúncio: 
 
A tabela em D mudará? Em caso afirmativo, como? 
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Não, pois a tabela recebida por ele de A, não oferece nenhum caminho 
mais curto do que os que ele já tem em sua tabela. 
 
R25. Compare os anúncios utilizados por RIP e OSPF e aponte suas 
diferenças. 
O RIP envia e recebe informaçõesde tabelas vizinhas a cada 30s, 
compara com sua tabela, modifica se necessário e difunde para os 
vizinhos, caso não receba informação de um vizinho por 180s, considera 
que este não está mais disponível na rede. 
Já o OSPF, retem informações de toda a rede dentro do roteador, e 
calcula por si só a rota de menor custo, alende que troca informações a 
cada 30 minutos aproximadamente, diminuindo o trafego na rede. O OFPF 
pode enviar uma mensagem HELLO para um vizinho para saber se ele 
está operacional e para verificar os estados de suas redes. 
As mensagens enviadas pelo RIP são transmitidas pelo protocolo UDP 
sobre o protocolo IP, já as mensagens do OSPF são transmitidas 
diretamente dobre o protocolo IP. 
 
R26. Complete: anúncios RIP em geral anunciam o número de saltos até vários 
destinos. Atualizações BGP, por outro lado, anunciam _________________ 
aos diversos destinos. 
Rotas. 
 
R27. Por que são usados protocolos inter-AS e intra-AS diferentes na Internet? 
Porque para cada tipo e tamanho de rede diferente, é interessante o uso 
de um protocolo diferente. Bem como dividir em inter-AS e intra-AS, 
descentraliza o processamento, facilitando na hora de difundir 
informações de rotas e diminuindo a quantidade de dados necessários 
nas mensagens trocadas pelos protocolos de roteamento. 
 
R28. Por que considerações políticas são tão importantes para protocolos intra-
AS, como o OSPF e o RIP, quanto para um protocolo de roteamento inter-AS, 
como BGP? 
Porque existem as subdivisões de redes em várias AS de clientes e ISP, 
sendo necessário as vezes admitir-se caminhos mesmo que existentes 
não devem ser usados para tráfegos provenientes de certas AS, 
priorizando caminhos determinados pelos administradores de redes. 
Priorizando tráfegos vindos de sua própria AS. Por exemplo, um ISP irá 
priorizar tráfegos de seus clientes ligados a sua AS, mesmo que existam 
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rotas para um pacote de uma AS diferente, não é de interesse do ISP 
permitir que esse pacote passe por sua AS, já que esse pacote pode ser 
de um cliente de outro ISP. 
 
R29. Defina e aponte as diferenças entre os seguintes termos: sub-rede, 
prefixo e rota BGP. 
Sub-redes, são redes menores ligada a uma rede maior, com um prefixo 
em comum. Prefixo é um identificador que a rede utiliza para saber a qual 
rede um host, roteador, ou sub-rede pertence. Rota BGP é uma rota pela 
qual um pacote deve seguir passando por AS fora da sua para alcançar o 
seu destino. 
 
R30. Como o BGP usa o atributo NEXT-HOP? Como ele usa o atributo AS-
PATH? 
O NEXT-HOP é usado para incrementar as tabelas de roteadores inter-AS, 
dando a eles informações de rotas de saída da rede AS para outras redes. 
E o atributo AS-PACH fornece informações sobre as ASs pelas quais um 
anuncio passa para chegar até uma determinada subrede, ajudando os 
roteadores na hora de definir rotas prioritárias para uma determinada AS, 
e detectar possíveis loops. 
 
R31. Descreva como um administrador de rede de um ISP de nível superior 
pode executar uma política ao configurar o BGP. 
Uma politica utilizada por um administrador de rede de um ISP, é priorizar 
o trafego de sus clientes, evitando ou até mesmo impedindo que passe 
por sua rede trafego de clientes de outro ISP, mesmo que esse seja o 
caminho de menor custo. 
 
SEÇÃO 4.7 
R32. Cite uma diferença importante entre a execução da abstração de difusão 
por meio de múltiplas transmissões individuais e a de uma única difusão com 
suporte da rede (roteador). 
A principal diferença é que na difusão por meio de múltiplas transmissões 
individuais quem controla a difusão é a camada de transporte, não 
precisando de nenhum protocolo da camada de rede duplicar o pacote. Já 
na difusão com suporte da rede, as duplicações do pacote são feitas pela 
camada de rede, tem como principal vantagem evitar duplicações 
desnecessárias e evitar que o mesmo pacote passe várias vezes pelo 
mesmo enlace, consumindo uma banda desnecessária. 
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R33. Para cada uma das três abordagens gerais que estudamos para a 
comunicação por difusão (inundação não controlada, inundação controlada e 
difusão por spanning tree), as seguintes declarações são verdadeiras ou 
falsas? Você pode considerar que não há perda de pacotes por estouro de 
buffers e que todos os pacotes são entregues em um enlace na ordem em que 
foram enviados. 
a. Um nó pode receber várias cópias do mesmo pacote. 
Utilizando inundação não controlada e inundação controlada, um nó 
poderá sim receber mais de uma cópia do mesmo pacote. Já por meio de 
spanning tree isso não ocorre. 
b. Um nó pode repassar várias cópias de um pacote pelo mesmo enlace de 
saída. 
Não, em todas as abordagem o nó deverá enviar apenas uma cópia de um 
pacote para cada enlace de saída. 
 
R34. Quando um hospedeiro se junta a um grupo, ele deve mudar seu 
endereço IP para o endereço do grupo ao qual está se juntando? 
Não, o seu endereço de IP não irá mudar, ele apenas será indexado ao 
endereço IP do grupo. 
 
R35. Quais são os papéis desempenhados pelo protocolo IGMP e por um 
protocolo de roteamento para um grupo de longa distância? 
O IGMP envia apenas 3 mensagens, ele é utilizado para descobrir e 
conectar hospedeiros ao grupo através de roteadores conectados diretos 
a hospedeiros. Um protocolo de grupo de longa distância é responsável 
por determinar as rotas para os pacotes chegarem a todos os membros 
do grupo. 
 
R36. Qual é a diferença entre uma árvore compartilhada por um grupo e uma 
árvore de origem no contexto do roteamento para um grupo? 
Uma arvore compartilhada é uma única arvore compartilhada por todo 
grupo utilizada para enviar e receber mensagens do grupo. Já quando se 
usa arvore de origem, é criada uma arvore para cada origem de 
mensagem, assim diferentes arvores são utilizadas para espalhar a 
informação ao grupo, dependendo da origem da mensagem.