Exame Flashcards
Entre dois computadores na periferia da rede existe um caminho que inclui vários encaminhadores. Para transferir dados através desse caminho, a Internet usa a tecnologia de comutação de pacotes (packet switching), Diga o que é que caracteriza esta tecnologia e porque é que, na conceção da Internet, se tomou esta opção.
É caracterizada pela divisão de dados em pacotes que são enviados através da rede de forma independente. Cada pacote contém um endereço de remetente e de destinatário, e os routers usam essa informação para adivinhar o melhor caminho (best effort) até ao destinatário. A Internet usa esta solução por ser mais flexível e tratar com facilidade situações de mudança na rede.
O conjunto de protocolos da Internet, muitas vezes conhecidas por pilha TCP/IP, está organizado nos níveis aplicação, transporte, rede e ligação de dados (data link). Diga quais são os serviços oferecidos pelo nível data link
à camada de rede.
A camada Data Link trata da complexidade de mover dados ems sequências de bits a partir de um único salto entre dois dispositivos que comunicam diretamente, seja ele uma conexão WiFi, Ethernet, fibra óptica, ou satélite.
Na camada de transporte existe a noção de porta. Explique a necessidade da existência de portas.
As portas foram introduzidas para permitir a comunicação entre processos em máquinas distintas, onde cada processo é identificado por uma porta única. Assim os processos são endereçados por um par (endereço IP, porta)
No contexto das aplicações que usam a Internet, o que é um socket ?
Um socket é um dispositivo software que permite aos processos terem acesso aos serviços da camada de transporte, definindo um endpoint. Esse endpoint tem associados um protocolo de transporte (TCP, UDP) e uma porta.
Alice vai enviar um ficheiro de grandes dimensões a Bob. Dispõe das chaves criptográficas e dos algoritmos de cifra descritos a seguir:
KS chave de cifra de um algoritmo de cifra simétrico como o AES (Advanced Encryption Standard);
KA+ e KA-, respetivamente chave pública e privada de um algoritmo de cifra assimétrico como o RSA. Bob tem as chaves pública e privada KB+ e KB-. O ficheiro vai ser partido em blocos que são cifrados com a chave
KS. Diga o que deve fazer Alice para enviar a chave KS a Bob de forma a assegurar que a chave não é conhecida por um intruso que consegue intercetar as comunicações entre Alice e Bob.
A Alice cifra a chave KS com a chave pública de Bob e envia o resultado ao Bob. O Bob obtém a chave KS usando a sua chave privada e seguidamente a Alice envia ao Bob os blocos cifrados com a chave KS
Considere que existe uma ligação eutre dois pontos A e B e que o tempo de trânsito é 15 milissegundos. A ligação em qualquer dos sentidos é feita a 100 Mbit/s. Esta ligação é usada pelo processo P1 em A que envia um ficheiro de grande dimensão para o processo P2 que está em B. A transmissão do ficheiro é feita em blocos com 10000 bits e P1 só envia mais um bloco depois de P2 confirmar que recebeu o bloco anterior. O tempo de transmissão da confirmação é desprezável. Calcule a taxa de ocupação do canal admitindo que P1 e P2 têm o exclusivo do seu uso durante a transmissão do ficheiro.
Para transmitir os 10000 bits são precisos 10,000/100,000,00 = 0,0001 seg = 0,1 milisegundos
A seguir esperam-se 15 + 15 milisegundos para chegar a confirmação
Por cada 30,1 milisegundos o canal é usado durante 0,1 milisegundos
Rendimento (percentagem do tempo em que o canal está ocupado) = 0,1 / (0,1 + 15 + 15)
Atualmente, as redes locais Ethernet baseiam-se em comutadores (switches) que operam ao nível 2 (data link). Diga quais são as vantagens deste tipo de redes face às redes tradicionais Ethernet baseados num cabo único que interliga todas as interfaces de rede.
Suporte a múltiplas conexões simultâneas: Os switches suportam várias conexões ao mesmo tempo, o que permite que múltiplos pares de dispositivos comuniquem simultaneamente sem interferência entre eles.
Redução de colisões: nas redes baseadas em switches nível 2 não há colisões porque cada máquina está ligada a uma porta do
switch.
Melhor desempenho: Com a redução de colisões e a capacidade de múltiplas comunicações simultâneas, o desempenho geral da rede é melhorado.
As redes locais wireless funcionam de acordo com variantes do protocolo IEEE 802. Diga, para uma rede wireless baseada na norma IEEE 802.11, as dificuldades que existem na deteção de colisões e como é que elas são resolvidas.
Em uma rede wireless baseada na norma IEEE 802.11, a deteção de colisões é um desafio devido à natureza do meio de transmissão sem fio. O protocolo CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), que é usado em redes Ethernet com fio para detectar colisões, não é eficaz em ambientes sem fio pois é impossível ter a certeza que ninguém está a transmitir. Para resolver as colisões em redes sem fio, utiliza-se o protocolo CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance). Neste protocolo, para evitar colisões são usadas frames RTS (pedido para enviar) e CTS (autorização para enviar).
Como não há garantia de evitar colisões, a receção é confirmada através de acknowledges.
Considere o envio de um pacote com dimensão D bytes entre duas máquinas (hosts) na periferia da Internet que segue um caminho fixo. No caminho existem os encaminhadores R1 a Rr e r + 1 ligações C1 a Cr+1 com a velocidade de transmissão V1 a Vr+1 bit/segundo, respetivamente. O tempo de trânsito total do pacote é Tt. Diga quais são os componentes do tempo Tt indicando quais são os que têm duração fixa e os que têm duração
variável.
O tempo total tem os seguintes componentes:
Tempo de Propagação: É o tempo que o sinal demora a propagar-se pelo meio físico da ligação e é calculado usando o comprimento do canal (C) dividido pela velocidade de propagação do meio.
Tempo de Transmissão: É o tempo que demora a transmitir a frame (pacote) na rede e é calculado com a dimensão da frame (D) dividida pelo débito do canal (V).
Tempo de espera antes da transmissão em cada um dos routers: É o tempo que o pacote passa na fila de espera, aguardando para ser processado ou transmitido pelo router. Este tempo é variável e depende do tráfego na rede e do congestionamento nos encaminhadores.
O serviço assegurado pelo protocolo IP é a entrega não fiável de pacotes à máquina cujo endereço figura no campo destinatário do cabeçalho do pacote. Indique as situações em que podem ser perdidos pacotes IP.
Os pacotes IP podem ser perdidos nas seguintes situações:
- Devido ao congestionamento de encaminhadores/routers, que levam ao deitar fora de pacotes.
- Quando há erros durante a transmissão e o percurso detetados pelos códigos de deteção de erros.
- Se um pacote ficar preso num loop entre routers, ele pode ser descartado quando o valor do TTL (Time To Live) chega a zero.
Diga que informações são enviadas pelo servidor DHCP aos seus clientes e porque é que essas informações são suficientes para o cliente possa enviar pacotes IP a qualquer máquina na Internet.
O servidor DHCP envia aos seus clientes informações como um endereço IP (possivelmente temporário), a máscara de sub-rede, o endereço do gateway padrão e o endereço do servidor DNS. Essas informações são suficientes para o cliente enviar pacotes IP a qualquer máquina na Internet porque:
- O endereço IP permite que o cliente seja identificado unicamente na rede.
- A máscara de sub-rede é usada para determinar em que segmento de rede o dispositivo está operando.
- O endereço do gateway padrão é utilizado para enviar pacotes para fora da rede local, permitindo a comunicação com outras redes, incluindo a Internet.
- O endereço do servidor DNS é necessário para resolver nomes de domínio em endereços IP.
Considere um computador que foi ligado a uma rede de uma instituição e que o servidor DHCP envia aos seus clientes informações como um endereço IP, a máscara de sub-rede, o endereço do gateway padrão e o endereço do servidor DNS. Diga o que é preciso fazer para se poder invocar os serviços do DNS.
É preciso preparar um datagrama UDP com o pedido de conversão do endereço simbólico. O datagrama é
colocado num pacote IP que é endereçado ao servidor DNS recebido por DHCP
- Supondo que o servidor DNS não está na mesma rede, é preciso colocar o pacote IP numa frame Ethernet
dirigida ao gateway padrão cujo endereço também foi obtido por DHCP.
- se este endereço ainda não é conhecido é preciso usar o protocolo ARP para o obter.
O que é o protocolo ARP e em que circunstâncias é usado?
O protocolo ARP (Address Resolution Protocol) é usado para mapear um endereço IP conhecido para o seu endereço MAC correspondente dentro de uma rede local. Cada nó na rede possui uma tabela ARP que guarda pares de endereços MAC e IP. Quando um dispositivo quer comunicar com outro na mesma rede local e conhece o endereço IP mas não o endereço MAC, ele usa o ARP para descobrir o endereço MAC correspondente.
Descreva as ações do servidor de DNS quando recebe um pedido de ligação.
Quando um servidor DNS recebe um pedido de ligação caso tenha o endereço em cache responde ao cliente imediatamente. Se não, ele realiza uma interrogação iterativa para resolver o nome do domínio. O servidor DNS local recebe o pedido e consulta o servidor DNS Root. O servidor Root responde com o endereço do servidor TLD (Top Level Domain) responsável pelo domínio específico. O servidor DNS local, então, pergunta ao servidor TLD o endereço do servidor Authoritative para o domínio em questão. O servidor TLD responde com o endereço do servidor Authoritative.
Finalmente, o servidor DNS local consulta o servidor Authoritative para obter o endereço IP associado ao nome do domínio. O servidor DNS local guarda o endereço IP em cache para futuras consultas, reduzindo o tempo necessário para resolver o mesmo nome no futuro.
Explique o que é o NAT (Network Address Translation) e como é que esta técnica permite que, em múltiplas redes privadas, o mesmo endereço IP possa ser reutilizado.
O NAT (Network Address Translation) é uma técnica que permite que dispositivos numa rede local com endereços IP não-reencaminháveis comuniquem com a internet. O NAT converte os endereços IP locais para um endereço IP reencaminhável e vice-versa, permitindo assim que os pedidos sejam realizados pela internet.
Quando um dispositivo numa rede privada quer enviar dados para fora dessa rede, o gateway usa o NAT para traduzir o endereço IP local do dispositivo para o endereço IP público do gateway. Isso permite que múltiplos dispositivos dentro de redes privadas diferentes usem o mesmo endereço IP privado sem causar conflitos na internet, pois cada um deles estará associado a um endereço IP público único do seu respectivo gateway.
