GABARITO KUROSE CAPITULO 1

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1ª Lista de Exercícios. Página 1 de 8 
Exemplos resolvidos na aula: 
1. Dois hospedeiros A e B são conectados por um único enlace de taxa R bps. Suponha 
que eles estejam separados por x metros e que a velocidade de propagação ao longo 
do enlace seja de s m/s. O hospedeiro A tem de enviar um pacote de L bits ao 
hospedeiro B. Suponha que 𝑠 = 2,5 ∙ 108 𝑚/𝑠, 𝐿 = 120 𝑏𝑖𝑡𝑠 e 𝑅 = 56𝑘𝑏𝑝𝑠. 
Encontre a distância x de modo que o atraso de propagação 𝑡𝑝𝑟𝑜𝑝 seja igual ao atraso 
de transmissão 𝑡𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠. 
𝑥
𝑠
=
𝐿
𝑅
∴
𝑥
2,5 ∙ 108
=
120
56 ∙ 103
∴ 535𝑘𝑚 
2. Os hospedeiros A e B estão interligados por um roteador Q. Os dois enlaces, 𝐴𝑄 e 
𝑄𝐵 possuem uma taxa 𝑅 = 64𝑘𝑏𝑝𝑠, e a distância de 𝑥𝐴𝑄 = 10𝑘𝑚 e 𝑥𝐵𝑄 = 20𝑘𝑚. 
Calcular o atraso total na transmissão de um pacote de 1500 bits. Considere a 
velocidade de propagação 𝑠 = 2,5 ∙ 108 𝑚/𝑠. 
𝑡 =
1500
64 ∙ 103
∙ 2 +
10 ∙ 103
2,5 ∙ 108
+
20 ∙ 103
2,5 ∙ 108
= 46,995𝑚𝑠 
3. Uma aplicação necessita transmitir a uma taxa de 20 pacotes por segundo. Calcular a 
intensidade de tráfego, e o atraso total para transmissão de 10 pacotes, considerando 
o tempo médio de fila. Considere o mesmo circuito do Exercício 2. 
𝐼 =
𝑎 ∙ 𝐿
𝑅
∴ 𝐼 =
20 ∙ 1500
64 ∙ 103
= 0,468 < 1 
Então: 
𝑡𝑓𝑖𝑙𝑎 =
𝐿
𝑅
∙
(𝑁 + 1)
2
∴ 𝑡𝑓𝑖𝑙𝑎 =
1500
64 ∙ 103
∙
10 + 1
2
∴ 𝑡𝑓𝑖𝑙𝑎 = 128,9𝑚𝑠 
𝑡 = 𝑡𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠 + 𝑡𝑓𝑖𝑙𝑎 + 𝑡𝑝𝑟𝑜𝑝 ∴ 𝑡 =
1500
64 ∙ 103
∙ 2 +
10 ∙ 103
2,5 ∙ 108
+
20 ∙ 103
2,5 ∙ 108
+ 128,9 ∙ 10−3 
𝑡 = 175,9𝑚𝑠 
 
Exercícios: 
4. Qual é a diferença entre um hospedeiro e um sistema final? Cite os tipos de sistemas 
finais. Um servidor Web é um sistema final? 
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Basicamente, não há diferença. Usa-se hospedeiro para referenciar uma estação de 
trabalho, um servidor, um console. Sistema final para referenciar ao processo, ao software 
ou componente de software em execução no hospedeiro. 
 
5. Modems discados, HFC, DSL e FTTH são usados para acesso residencial. Para cada 
uma dessas tecnologias de acesso, cite uma faixa de taxas de transmissão e comente 
se a taxa de transmissão é compartilhada ou dedicada. 
Modems de acesso telefónico: até 56 Kbps, a largura de banda é dedicada; ADSL: até 24 
Mbps a downstream (tráfego do ISP ao consumidor) e 2,5 Mbps a upstream (tráfego do 
consumidor ao ISP), a largura de banda é dedicada; HFC, taxas de até 42,8 Mbps e taxas 
de upstream de até 30,7 Mbps, a largura de banda é compartilhada. FTTH: upload de 2-
10 Mbps; Download de 10 a 20 Mbps; largura de banda não é compartilhada. 
 
6. Descreva as tecnologias de acesso sem fio mais populares atualmente. 
Existem duas tecnologias populares de acesso à Internet sem fio: 
a) Wifi (802.11) Em uma LAN sem fio, os usuários sem fio transmitem / recebem pacotes 
de / para uma estação base (ou seja, ponto de acesso sem fio) dentro de um raio de poucas 
dezenas de metros. A estação base é normalmente conectada à Internet com fio e, 
portanto, serve para conectar usuários sem fio à rede com fio. 
b) redes de acesso sem fio de longa distância 3G e 4G. Nesses sistemas, os pacotes são 
transmitidos pela mesma infraestrutura sem fio usada para telefonia celular, com a estação 
base sendo gerenciada por um provedor de telecomunicações. Isso fornece acesso sem 
fio aos usuários em um raio de dezenas de quilômetros da estação base. 
 
7. Qual é a vantagem de uma rede de comutação de circuitos em relação a uma de 
comutação de pacotes? 
Na rede de comutação de circuitos, o fluxo de dados segue um mesmo caminho do 
hospedeiro remetente ao hospedeiro destinatário, estabelecido no momento da conexão. 
Isto representa uma transmissão a uma taxa constante e atraso constante e pequeno, 
características apropriadas para os serviços telefônicos. Uma rede de comutação de 
pacotes não há esta garantia. 
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8. Descreva as técnicas de multiplexação TDM e FDM. 
A Multiplexação por Divisão de Tempo (TDM) utiliza-se do conceito de alocação de 
espaços de tempo, chamados time-slots, para os sinais previamente amostrados. 
A Multiplexação por Divisão de Frequência (FDM) é uma técnica que transmite múltiplos 
sinais simultaneamente sobre um único caminho de transmissão. Esta técnica funciona 
através de modulação, que permitem o deslocamento de um sinal no espectro de 
frequência. 
 
9. Considere a rede de comutação abaixo. Há 4 circuitos em cada enlace. Rotule os 
quatro comutadores A, B, C e D, seguindo o sentido horário. 
a. Qual é o número máximo de conexões simultâneas que podem estar em curso 
a qualquer instante nessa rede? 16 
b. Suponha que todas as conexões sejam entre os comutadores A e C. Qual é o 
número máximo de conexões simultâneas que podem estar em curso? 8 
c. Suponha que queiramos fazer quatro conexões entre os comutadores A e C, e 
outras quatro conexões entre os comutadores B e D. Podemos rotear essas 
chamadas pelos quatro enlaces para acomodar todas as oito conexões? Sim. 
 
 
10. Suponha que usuários compartilhem um enlace de 2 Mbps e que cada usuário 
transmita continuamente a 1 Mbps, mas cada um deles transmite apenas 20% do 
tempo. Pergunta-se: 
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a. Quando a comutação de circuitos é utilizada, quantos usuários podem ser 
admitidos? 2 usuários podem ser suportados porque cada usuário requer 
metade da largura de banda disponível no enlace. 
b. Admitindo comutação de pacotes, por que não haverá atraso de fila antes de 
um enlace se dois usuários transmitirem ao mesmo tempo? Por que haverá 
atraso de fila se três usuários transmitirem ao mesmo tempo? Como cada 
usuário requer 1Mbps para transmitir, se dois ou menos usuários transmitirem 
simultaneamente, será necessário um máximo de 2Mbps. Desde que 
disponibilidade largura de banda do enlace compartilhado é de 2Mbps, não 
haverá atraso na fila. Considerando que, se três usuários transmitem 
simultaneamente, a largura de banda será de 3 Mbps, o que é mais do que a 
largura de banda disponível do enlace compartilhado. Neste caso, haverá 
atraso na fila antes do enlace. 
c. Determine a probabilidade de um dado usuário estar transmitindo. 
Probabilidade que um determinado usuário está transmitindo = 0,2 
d. Determine a probabilidade de, a qualquer momento, três usuários transmitirem 
simultaneamente. 𝑝 = (3
3
) ∙ 𝑝3 ∙ (1 − 𝑝)3−3 ∴ 𝑝 = (0,2)3 ∴ 𝑝 = 0,008 
11. Visite a applet “Transmission VS Propagation Delay”1. Entre com as taxas, o atraso 
de propagação e os tamanhos de pacote disponíveis, e determine uma combinação 
para a qual o emissor termine de transmitir antes que o primeiro bit do pacote chegue 
ao receptor. Ache outra combinação para a qual o primeiro bit do pacote alcança o 
receptor antes que o emissor termine de transmitir. 
 
12. Suponha que o hospedeiro A queira enviar um arquivo grande para o hospedeiro B. 
O percurso de A para B possui três enlaces, de taxas 𝑅1 = 500𝑘𝑏𝑝𝑠, 𝑅2 = 2𝑀𝑏𝑝𝑠, e 
𝑅3 = 1𝑀𝑏𝑝𝑠. 
a. Considerando que não haja nenhum outro tráfego na rede, qual é a vazão para 
a transferência de arquivo? 500kbps 
b. Suponha que o arquivo tenha 4 milhões de bytes. Qual o tempo de 
transferência para ohospedeiro B? 𝑡 =
4∙106
500∙103
= 64𝑚𝑠 
 
1 https://goo.gl/PD6geg 
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c. Suponha que cada enlace entre o servidor e o cliente possua uma probabilidade 
de perda de pacote 𝑝, e que as probabilidades de perda de pacote para esses 
enlaces sejam independentes. Qual é a probabilidade de um pacote (enviado 
pelo servidor) ser recebido com sucesso pelo receptor? Se o pacote se perde 
no percurso do servidor para o cliente, então o servidor retransmitirá o pacote. 
Na média, quantas vezes o servidor retransmitirá o pacote para que o cliente 
receba com sucesso? 
Probabilidade de o receptor receber com sucesso o pacote: 𝑝𝑠 = (1 − 𝑝)
𝑁 
O número de transmissões necessárias até que o pacote seja recebido com 
sucesso pelo remetente é uma variável aleatória geométrica com probabilidade 
de sucesso 𝑝𝑠. Assim, o número médio de transmissões necessárias é dado por 
1
𝑝𝑠
. Então, o número médio de retransmissões necessárias é dado por: 
1
𝑝𝑠
− 1 
 
13. Considerando a Figura abaixo, supondo que haja 𝑀 percursos entre o servidor e o 
cliente. Dois percursos nunca compartilham qualquer enlace. O percurso 𝑘 (𝑘 =
1, … 𝑀) consiste em 𝑁 enlaces com taxas de transmissão 𝑅1
𝑘 , 𝑅2
𝑘 , … 𝑅𝑁
𝑘 . Se o servidor 
pode usar somente um percurso para enviar dados ao cliente, qual é a vazão máxima 
que ele pode atingir? 
 
Se o servidor pode usar somente um caminho, a vazão máxima é dada por: 
𝑚𝑎𝑥{min{𝑅1
1; 𝑅2
1; … ; 𝑅𝑁
1 } , min{𝑅1
2; 𝑅2
2; … ; 𝑅𝑁
2 } , … min{𝑅1
𝑀; 𝑅2
𝑀; … ; 𝑅𝑁
𝑀}} 
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Se o servidor pode usar todos os caminhos, a vazão máxima é dada por: 
∑ min{𝑅1
𝑘; 𝑅2
𝑘; … ; 𝑅𝑁
𝑘 }
𝑀
𝑘=1
 
14. Visite a applet “Queueing and Loss”2. Qual é a taxa de emissão máxima e a taxa de 
transmissão mínima? Com essas taxas, qual é a intensidade do tráfego? Determine o 
tempo que leva a ocorrência de uma perda de pacote. 
A taxa de emissão máxima é 500 pacotes por segundo, e a taxa de transmissão máxima é 
350 pacotes por segundo. A intensidade de tráfego correspondente é 
500
350
= 1,43 > 1. A 
perda de pacote eventualmente irá ocorrer para cada experimento, mas o tempo que a 
perda ocorre primeira vez será diferente a cada experimento pois depende de eventos 
aleatórios no processo de emissão. 
 
15. Cite cinco tarefas que uma camada pode executar. É possível que uma (ou mais) 
dessas tarefas sejam realizadas por duas (ou mais) camadas? 
Cinco tarefas genéricas são: detecção de erro ou integridade na transmissão, controle de 
fluxo, segmentação e montagem, multiplexação e configuração da conexão. 
Sim, estas tarefas podem aparecer duplicadas em diferentes camadas. Por exemplo, 
detecção de erro geralmente aparece na camada de enlace e camada de transporte. 
 
16. Quais são as cinco camadas da pilha de protocolo da Internet? Quais as principais 
responsabilidades de cada uma dessas camadas? 
Camada de aplicação, camada de transporte, camada de rede, camada de enlace, e camada 
física. 
 
17. O que é uma mensagem da camada de aplicação? Um segmento da camada de 
transporte? Um datagrama da camada de rede? Um quadro da camada de enlace? 
Mensagem: conjunto de dados o qual uma aplicação envia para a camada de transporte. 
 
2 https://goo.gl/N4exBj 
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Segmento: gerado na camada de transporte, encapsula as mensagens da camada de 
aplicação com o cabeçalho da camada de transporte. 
Datagrama: encapsula o segmento de transporte com o cabeçalho da camada de rede. 
Quadro: encapsula o datagrama de rede com o cabeçalho da camada de enlace. 
 
18. Que camadas de pilha do protocolo de internet um roteador processa? Que camadas 
um comutador de enlace processa? Quantas camadas um sistema final processa? 
O roteador processa dados oriundos das camadas de rede, enlace e física. Algumas 
versões de roteador processam componentes da camada de transporte para oferecer 
serviços como cache e firewall. 
O comutador de enlace processa dados oriundos das camadas de enlace e física. 
O sistema final processa dados oriundos de todas as cinco camadas. 
 
19. O hospedeiro A converte voz analógica para uma cadeia digital de bits de 64 kbps e, 
em seguida, agrupa os bits em pacotes de 56 bytes. Há apenas um enlace entre os 
hospedeiros A e B; sua transmissão é de 2 Mbps e seu atraso de propagação de 10 ms. 
O hospedeiro A monta um pacote e envia ao hospedeiro B. Quando recebe um pacote 
completo, o hospedeiro B converte os bits do pacote em um sinal analógico. Quanto 
tempo decorre entre o momento que um bit criado a partir do sinal analógico no 
hospedeiro A, e o momento que ele é decodificado, como parte do sinal analógico do 
hospedeiro B? 
O tempo de geração do primeiro pacote é: 
𝑡𝑡𝑥1 =
56 ∙ 8
64 ∙ 103
= 7𝑚𝑠 
O tempo de transmissão do pacote é: 
𝑡𝑡𝑥2 =
56 ∙ 8
2 ∙ 106
= 224𝜇𝑠 
O atraso até a decodificação total é: 
7𝑚𝑠 + 224𝜇𝑠 + 10𝑚𝑠 = 17,224𝑚𝑠 
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20. Considere um pacote de comprimento 𝐿 bits que se inicia no sistema final A e percorre 
três enlaces até um sistema final de destino B. Eles estão conectados por dois 
comutadores de pacotes. Suponha de 𝑑𝑖, 𝑠𝑖 e 𝑅𝑖 representem a distância, a velocidade 
de propagação e a taxa de transmissão do enlace 𝑖 , sendo 𝑖 = 1, 2, 3. O comutador 
atrasa cada pacote por 𝑑𝑝𝑟𝑜𝑐. Considerando que não haja atraso nenhum atraso de fila, 
qual é o atraso fim a fim para o pacote? 
𝑡𝑓𝑖𝑚 𝑎 𝑓𝑖𝑚 =
𝐿
𝑅1
+
𝐿
𝑅2
+
𝐿
𝑅3
+
𝑥1
𝑠1
+
𝑥1
𝑠1
+
𝑥1
𝑠1
+ 𝑡𝑝𝑟𝑜𝑐 + 𝑡𝑝𝑟𝑜𝑐 
 
21. Suponha que dois hospedeiros, A e B, estejam separados por uma distância de 20 mil 
quilômetros e conectados por um enlace direto de 𝑅 = 2𝑀𝑏𝑝𝑠. Suponha que a 
velocidade de propagação pelo enlace seja de 2,5 ∙ 108 𝑚/𝑠. 
a. Calcular o produto da taxa e atraso de propagação 𝑅 ∙ 𝑡𝑝𝑟𝑜𝑝 
2 ∙ 106 ∙
20 ∙ 103
2,5 ∙ 108
= 160.000 𝑏𝑖𝑡𝑠 
b. O que representa este produto? 
O produto da taxa pelo atraso de propagação representa a quantidade de bits que podem 
estar no enlace.