Компьютерные сети. 6-е изд. - Эндрю Таненбаум

(ICMP, ARP и DHCP). В некоторых сетях IP-пакеты передает требующий соединения протокол MPLS. Один из основных протоколов маршрутизации внутри сети — OSPF. Для межсетевой маршрутизации используется BGP. Свободные IP-адреса быстро заканчиваются, поэтому была разработана новая версия IP — IPv6, но внедрение происходит чрезвычайно медленно.

Некоторые вопросы организации и управления трафиком относятся к сетевой политике. Наиболее часто обсуждается проблема пиринговых споров, когда сети не могут договориться о коммерческих условиях подключения, а также о приоритизации трафика. Обычно она служит для устранения негативных последствий перегрузок, но может повлиять на сетевой нейтралитет, если при ее применении нарушается принцип свободной конкуренции.

Вопросы и задачи

1. При каких условиях служба, ориентированная на установление соединения, будет (или по крайней мере должна) доставлять пакеты не по порядку? Обоснуйте свой ответ.

2. Рассмотрим проблему проектирования, которая возникает при реализации сервиса с виртуальными каналами. Если в сети используются виртуальные каналы, то каждый пакет данных должен иметь 3-байтный заголовок, а каждый маршрутизатор должен выделить 8 байт памяти для идентификации канала. Если сеть основана на дейтаграммах, нужны 15-байтные заголовки, но не требуется место в таблице маршрутизатора. Стоимость пропускной способности составляет 1 цент за 106 байт для каждого транзитного участка. Стоимость быстродействующей памяти для маршрутизатора составляет 1 цент за 1 байт; при этом срок ее амортизации равен двум годам при 40-часовой рабочей неделе. Согласно статистике, сеанс в среднем длится 1000 с, и за это время передается 200 пакетов. В среднем пакету требуется четыре транзитных участка. Какая реализация эффективнее и насколько?

3. Докажите, что проблема счета до бесконечности на илл. 5.10 (б) будет решена, если маршрутизаторы добавят в своих векторах расстояний исходящее соединение для каждой пары «получатель — стоимость». Например, узел C на илл. 5.10 (а) не только объявит маршрут до узла A с расстоянием 2, но и сообщит, что этот путь проходит через узел B. Покажите расстояния от каждого маршрутизатора до A после каждого обмена векторами расстояний, пока все маршрутизаторы не убедятся в том, что узел A больше для них не доступен.

4. Рассмотрим сеть на илл. 5.12 (а). Используется алгоритм дистанционно-векторной маршрутизации. На маршрутизатор D только что поступили следующие пакеты состояния линий: от A: (B: 5, E: 4); от B: ( A: 4, C: 1, F: 5); от C: (B: 3, D: 4, E: 3); от E: ( A: 2, C: 2, F: 2); от F: (B: 1, D: 2, E: 3). Накладные расходы от D до C и F равны 3 и 4 соответственно. Какой будет новая таблица маршрутизатора D? Укажите используемые выходные линии и ожидаемые накладные расходы.

5. Рассмотрим сеть на илл. 5.7, не учитывая при этом указанные на линиях веса. Допустим, что в качестве алгоритма маршрутизации используется лавинная адресация. Перечислите все маршруты пакета, отправленного из A в D, если максимальное количество транзитных участков равно 3. Сколько пропускной способности затратит этот пакет в пересчете на количество транзитных участков?

6. Предложите простой эвристический метод нахождения двух путей (если они существуют) от конкретного источника к конкретному адресату, гарантирующий сохранение связи при обрыве любой линии. Маршрутизаторы при этом достаточно надежны, поэтому рассматривать возможность их сбоя не нужно.

7. Рассмотрим подсеть на илл. 5.12 (а). Используется алгоритм дистанционно-векторной маршрутизации. На маршрутизатор C только что поступили следующие векторы: от B: (5, 0, 8, 12, 6, 2); от D: (16, 12, 6, 0, 9, 10); от E: (7, 6, 3, 9, 0, 4). Накладные расходы от C до B, D и E равны 6, 3 и 5 соответственно. Какой будет новая таблица маршрутизатора C? Укажите используемые выходные линии и ожидаемые накладные расходы.

8. Объясните, в чем состоит разница между маршрутизацией, пересылкой и коммутацией.

9. На илл. 5.13 логическое ИЛИ двух наборов ACF-битов равно 111 для каждого ряда. Является ли это случайностью или же это значение одинаково во всех подсетях при любых условиях?

10. Какие размеры регионов и кластеров следует выбрать для минимизации таблиц маршрутизации при трехуровневой иерархической маршрутизации, если число маршрутизаторов равно 4800? Начните с гипотезы о том, что решение в виде k кластеров по k регионов из k маршрутизаторов близко к оптимальному. Это значит, что k примерно равно корню кубическому из 4800 (около 16). Методом проб и ошибок подберите все три параметра так, чтобы они были близки к 16.

11. В тексте было отмечено, что когда мобильный хост находится вне дома, пакеты, отправленные на адрес его домашней LAN, перехватываются внутренним агентом этой LAN. Как этот перехват осуществляет внутренний агент в IP-сети на основе локальной сети 802.3?

12. Сколько широковещательных пакетов формируется маршрутизатором B на илл. 5.6 с помощью:

а) пересылки в обратном направлении;

б) входного дерева?

13. Рассмотрим сеть на рис 5.15 (а). Предположим, что добавляется новая линия между F и G, но входное дерево на илл. 5.15 (б) не меняется. Какие изменения нужно внести в илл. 5.15 (в)?

14. Два хоста соединены друг с другом через маршрутизатор. Объясните, как может возникнуть перегрузка, даже если оба хоста и маршрутизатор используют управление потоком (но не контроль перегрузок). Также объясните, каким образом может быть перегружен получатель при контроле перегрузок, но без управления потоком.

15. В качестве механизма борьбы с перегрузкой в сети с виртуальными каналами маршрутизатор может воздержаться от подтверждения полученного пакета, пока не узнает, что его последняя передача по виртуальному каналу была успешно доставлена, и пока у него нет свободного буфера. Для простоты предположим, что маршрутизаторы используют протокол с ожиданием и что у каждого виртуального канала есть один буфер, выделенный ему для каждого направления трафика. Передача пакета (данных или подтверждения) занимает Т секунд. Путь пакета проходит через n маршрутизаторов. С какой скоростью пакеты доставляются адресату? Предполагается, что ошибки очень редки, а связь между хостом и маршрутизатором почти не отнимает времени.

16. Дейтаграммная сеть позволяет маршрутизаторам при необходимости удалять пакеты. Вероятность того, что маршрутизатор отвергнет пакет, равна p. Представим путь, проходящий от хоста к хосту через два маршрутизатора. Если один из маршрутизаторов отвергнет пакет, у хоста-источника рано или поздно истечет интервал ожидания, и он попытается повторить передачу. Если обе линии (хост — маршрутизатор и маршрутизатор — маршрутизатор) считать за транзитные участки, чему равно среднее число:

а) транзитных участков, преодолеваемых пакетом за одну передачу;

б) передач для одного пакета;

в) транзитных участков, необходимых для получения пакета?

17. В чем состоит основная разница между двумя методами предотвращения перегрузки: ECN и RED?

18. Объясните, каким образом передача больших файлов может увеличить задержку, наблюдаемую при