Lista de Exercicios Resolvida Redes de Computadores IPv4 TCP Reno e Enderecamento IP

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE COMPUTAÇÃO COMP0461 Rede de Computadores 20222 Lista de Exercício Prof Dr Ricardo José Paiva de Britto Salgueiro Matrícula Nota Aluno 1 Um grande número de endereços IP consecutivos está disponível a partir de 1981600 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 a máscara na notação wxyzs a faixa de endereços IP e o endereço de broadcast 2 Compare a estratégia de uso de rótulos de fluxos flow label no caso em que se utiliza IPv4 sobre MPLS com o caso em que se aplica IPv6 3 Considere a evolução de uma conexão TCP Reno que possui um valor inicial de limiar threshold igual a 2Sf duas vezes S mais f onde S é a soma dos dígitos e f o último algarismo de sua matrícula Admita também que ocorrem perdas de segmentos na 10a 17a 27a rodadas por três ACKs duplicados três ACKs duplicados e esgotamento de temporização respectivamente Exiba graficamente a evolução do Tamanho da Janela de Congestionamento por Rodada de Transmissão até a 30a rodada 1 Para determinar as máscaras as faixas de endereços IP e os endereços de broadcast para essas quatro organizações vamos considerar o seguinte O endereço IP inicial é 1981600 Como cada organização solicita um número específico de endereços IP podemos calcular a quantidade de bits de subrede necessários para atender a essas demandas 1 Organização A 4000 endereços Para alocar 4000 endereços precisamos de uma quantidade de endereços IP igual ou maior que 4000 A fórmula para calcular o número de endereços é 232s onde s é o número de bits de subrede Podemos encontrar s usando a seguinte fórmula 2s 4000 Nesse caso a organização A requer 4096 endereços 212 Portanto s será 12 Máscara 2552552400 ou 198160020 Faixa de endereços IP 1981601 a 1981615254 Endereço de broadcast 1981615255 2 Organização B 2000 endereços Seguindo o mesmo raciocínio podemos calcular a quantidade de bits de subrede necessários para alocar 2000 endereços 2s 2000 A organização B requer 2048 endereços 211 Portanto s será 11 Máscara 2552552240 ou 1981616019 Faixa de endereços IP 19816161 a 1981631254 Endereço de broadcast 1981631255 3 Organização C 4000 endereços Aplicando a mesma fórmula novamente obtemos 2s 4000 A organização C requer 4096 endereços 212 Portanto s será 12 Máscara 2552552400 ou 1981632020 Faixa de endereços IP 19816321 a 1981647254 Endereço de broadcast 1981647255 4 Organização D 8000 endereços Seguindo a mesma lógica 2s 8000 A organização D requer 8192 endereços 213 Portanto s será 13 Máscara 2552552480 ou 1981648021 Faixa de endereços IP 19816481 a 1981655254 Endereço de broadcast 1981655255 2 No caso de IPv4 sobre MPLS o MPLS é usado como um encapsulamento para o tráfego IPv4 O MPLS adiciona um cabeçalho com um rótulo ao pacote IPv4 original No entanto o MPLS não possui um campo dedicado para rótulos de fluxos flow labels Em vez disso o rótulo MPLS é usado para encaminhamento e classificação dos pacotes ao longo do caminho MPLS O rótulo MPLS é utilizado pelos dispositivos de rede intermediários para determinar o próximo salto na rede e assim criar caminhos prédefinidos para o tráfego Esses rótulos são atribuídos pelos dispositivos de entrada da rede e são trocados entre os roteadores MPLS durante o encaminhamento do pacote O foco principal do MPLS é otimizar o encaminhamento e fornecer serviços de engenharia de tráfego como qualidade de serviço QoS e balanceamento de carga Por outro lado no caso do IPv6 a própria camada do protocolo IPv6 possui o campo flow label no cabeçalho IPv6 Esse campo é usado para identificar e marcar fluxos de pacotes que pertencem a uma mesma comunicação O objetivo do campo flow label é permitir que os roteadores deem um tratamento especial a esses fluxos garantindo uma entrega mais eficiente eou com requisitos específicos O flow label do IPv6 é um campo de 20 bits permitindo a identificação de até um milhão de fluxos diferentes Ele é gerado pelo host de origem e mantido durante a transmissão até o destino Os roteadores podem usar o flow label para tomar decisões de encaminhamento priorização eou fornecer serviços específicos com base nas necessidades do fluxo identificado Portanto no caso de IPv4 sobre MPLS o MPLS é utilizado principalmente para encaminhamento e engenharia de tráfego enquanto no caso de IPv6 o campo flow label é parte integrante do cabeçalho IPv6 fornecendo uma identificação de fluxo nativa para tratamento diferenciado ao longo do caminho de rede 3 R 201900017087 Para exibir graficamente a evolução do Tamanho da Janela de Congestionamento Congestion Window Size por rodada de transmissão até a 30ª rodada considerando a evolução de uma conexão TCP Reno com um valor inicial de limiar threshold igual a 77 e perdas de segmentos nas rodadas 10 17 e 27 podemos seguir o seguinte procedimento 1 Inicialização Tamanho da Janela de Congestionamento CWND 1 início lento Threshold 77 2 Vamos considerar que a primeira rodada é a rodada 1 e a última é a rodada 30 3 Aumento exponencial Nas rodadas de 1 a 10 o CWND aumenta exponencialmente dobrando a cada rodada até atingir o valor do threshold Portanto nas rodadas de 1 a 10 o CWND será 1 2 4 8 16 32 64 77 77 77 4 Perdas de segmentos Na 10ª rodada ocorre uma perda de segmentos indicada por três ACKs duplicados Nesse caso o threshold é ajustado para a metade do valor atual do CWND 772 38 e o CWND é reiniciado com esse novo valor 38 Nas rodadas de 11 a 17 o CWND aumenta novamente exponencialmente até atingir o novo valor do threshold 38 Portanto nas rodadas de 11 a 17 o CWND será 38 38 38 38 38 38 38 5 Novas perdas de segmentos Na 17ª rodada ocorre outra perda de segmentos novamente indicada por três ACKs duplicados Nesse caso o threshold é ajustado para a metade do valor atual do CWND 382 19 e o CWND é reiniciado com esse novo valor 19 Nas rodadas de 18 a 27 o CWND aumenta novamente exponencialmente até atingir o novo valor do threshold 19 Portanto nas rodadas de 18 a 27 o CWND será 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 6 Esgotamento de temporização Na 27ª rodada ocorre um esgotamento de temporização indicado por nenhum ACK recebido dentro do tempo esperado Nesse caso o threshold é ajustado para a metade do valor atual do CWND 192 9 e o CWND é reiniciado com esse novo valor 9 Nas rodadas de 28 a 30 o CWND aumenta novamente exponencialmente até atingir o novo valor do threshold 9 Portanto nas rodadas de 28 a 30 o CWND será 9 9 9 Agora vamos exibir graficamente a evolução do CWND por rodada de transmissão até a 30ª rodada Rodada CWND 1 1 2 2 3 4 4 8 5 16 6 32 7 64 8 77 9 77 10 77 perda de segmentos 11 38 threshold reduzido 12 38 13 38 14 38 15 38 16 38 17 38 18 19 perda de segmentos 19 19 20 19 21 19 22 19 23 19 24 19 25 19 26 19 27 19 perda de segmentos 28 9 threshold reduzido 29 9 30 9