Universität Stuttgart. Musterlösung. Communication Networks I. 11. März Termin: IP-Adressierung und -Routing

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1 Universität Stuttgart INSTITUT FÜR KOMMUNIKATIONSNETZE UND RECHNERSYSTEME Prof. Dr.-Ing. Andreas Kirstädter Musterlösung Termin: Communication Networks I 11. März 2011 Aufgabe 1 IP-Adressierung und -Routing Frage 1 a) Subnetze a, b, d und e: 7 bit 5 Punkte Subnetze c und f: 8 bit b) Subnetze a, b, d und e: Subnetze c und f: c) 4 * * 253 = 1006 Pro Subnetz sind jeweils die kleinste Adresse (Subnetzadresse) und die größte (Broadcast) reserviert. Eine Adresse wird jeweils in a bis f für den entsprechenden Port des Routers benötigt. Frage 2 a) Für das IP-Forwarding wird jeweils die IP-Adresse des Next-Hop-Routers benötigt. b) Bereich für private Adressen. An diesen Subnetzen sind keine IP-basierten Endgeräte angeschlossen. Daher können Adressen aus diesem Bereich verwendet werden. c) Diese privaten Adressen werden (durch das Inter-AS-Routing-Protokoll) nicht ausserhalb der AS s bekannt gegeben. Frage 3 Port 1: Punkte Port 2: Port 3: , Präfix: /24 Port 4: , Präfix: /24 5 Punkte Aggregierte (sofern Supernetting ggf. möglich) Sicht auf die enthaltenen Subnetze (in CIDR-Notation): von AS1 angekündigt: / 22 (Supernetting angewendet) von AS2 angekündigt: / 24 von AS3 angekündigt: / 26 und / 26 (Aggregation nicht möglich) Frage 5 Router I erfährt über das in AS3 verwendete Intra-AS-Protokoll von der 3 Punkte Existenz von y. Mittels einer external BGP-Session wird diese Information an den Router D in AS1 übermittelt.

2 Eine internal BGP-Session in AS1 zwischen den Routern A und D überträgt dann diese Information an den Router A. Frage 6 a) a, g, m, t, n, v, y 6 Punkte b) Nein, denn die Verwendung von Hot-Potato-Routing könnte auch zu einem Weg über den Router I nach AS1 führen. c) Das Intra-AS-Protokoll in AS3 könnte eine Präferenz für den Weg vorgeben - z.b. durch entsprechende Konfiguration der Link-Gewichte. Frage 7 a) Die Paketweiterleitungstabelle ist in absteigender Länge der Präfixe organisiert. 9 Punkte Die Suche beginnt mit der größten Präfix-Länge. b) Dadurch können mehrere Subnetze mit einem kürzeren Präfix aggregiert abgelegt werden, ohne dass spezifischere Einträge (d.h., mit einem längeren Präfix) beim Durchsuchen nicht berücksichtigt werden. Die Tabellen werden dadurch kürzer. c) Präfix Next-Hop Port /25 direkt /25 direkt /24 C, B, 1 4 Aufgabe 1 Seite 2

3 Aufgabe 2 Webseitensperrung mittels DNS Frage 1 a) 5 Punkte Internet: Internet Protocol auf Vermittlungsschicht IP identifiziert Endpunkte (Quelle und Ziel) über IP Adressen Umwandlung von Host-Namen in IP Adressen nötig IP-Adressen für Menschen zum Merken ungeeignet b) Bessere Skalierbarkeit Anzahl von Records pro DNS Server geringer als bei flachem Namensraum Update DNS Record (Mapping IP<->Hostname) nur bei DNS Server, der für (Sub-)Domain verantwortlich ist erforderlich. Kein Fluten der Updates an alle Nameserver erforderlich. c) DNS-Abfrage: 2 Nachrichten (Request + Reply). Kein TCP wegen Overhead: 3 Nachrichten für Verbindungsaufbau, 4 Nachrichten für Verbindungsabbau. d) Ja. Webseiten können direkt über IP-Adresse des Hosts abgerufen werden Frage 2 3 Punkte Resolving Name-Server der Internetprovider bekommen Liste umzuleitender Hostnamen, die verbotene Webseiten hosten. DNS-Anfragen für diese Hostnamen wird zu IP-Adresse des Hosts mit Stoppschildseite aufgelöst. Frage 3 a) Umleitung Unwirksam, da ISPs anderer Staaten eigene Resolving Name- Server betreiben. 2 Punkte b) Anderen resolving Name-Server verwenden, oder direkt IP Adresse des Hosts verwenden. Aufgabe 2 Seite 3

4 Aufgabe 3 OpenFlow Switch Frage 1 a) ein Ethernet-Switch modifiziert keine Rahmen 7 Punkte b) Nachschlagen der MAC-Zieladresse in FDB; diese speichert, welche MAC- Adresse über welchen Port zu erreichen ist 1. Fall: Zieladresse enthalten --> Aussenden auf entsprechendem Port 2. Fall: Zieladresse nicht enthalten (oder broadcast) --> Flooding an alle Ports außer dem Port, auf dem der Rahmen empfangen wurde c) Füllen der FDB in den Switchen basiert auf den Quelladressen Frage 2 10 Punkte SDL Prozessgraph OpenFlow Switch Idle Save_ Generate_FE _Request Find_FE FE_Request Await Response FE found? no yes FE_Response Insert_FE on_saved_frames Aufgabe 3 Seite 4

5 Frage 3 SDL Prozessgraph OpenFlow Switch Idle T FE_Response Delete_FE Find_FE Insert_FE on_saved_frames SET(now+ t FE,T) FE found? no yes Save_ Generate_FE _Request SET(now+ t FE,T) FE_Request 3 Punkte s.o. Frage 5 Aufgabe 3 Seite 5

6 a) τ A τ S1-C t C τ S1-C τ S1-S2 τ B A S 1 C S 2 B FE_Request FE_Response b) s.o. t ges = t A + 2*τ S1-C + t C + τ S1-S2 + τ B Frage 6 a) MAC B MAC A IP A IP B Data CRC b) MAC C MAC S1 MAC B MAC A Data CRC CRC IP A IP B Frage 7 Zunächst einmal sind alle IP Pakete an IP A zu betrachten. Eingehende TCP-Verbindungsanfragen sind durch das gesetzte SYN-Flag gekennzeichnet. Werden alle Pakete mit gesetztem SYN-Flag verworfen, sind keine ausgehenden Verbindungen mehr möglich. Darum müssen Pakete mit gleichzeitig gesetztem SYNund ACK-Flag vom Verwerfen ausgenommen werden. Anmerkung: Auch ein Filtern auf die MAC A anstatt/zusätzlich zu IP A ist prinzipiell möglich. Aufgabe 3 Seite 6

7 Aufgabe 4 Transmission Control Protocol Frage 1 a) DupAcks, Timeouts 5 Punkte b) Fehler bei Übertragung, Überlast (Pufferüberlauf in Empfänger oder Netz), Routing Problem c) Fehler bei Übertragung: keine Anpassung, falls Übertragungsfehler durch Bitfehler aufgetreten ist, da Bitfehler unabhängig von Datenrate ist. Überlast: Datenrate reduzieren, da Paketverlust wegen zu hoher Datenrate aufgetregen ist. Routing Problem: keine Anpassung, da Reduktion der Datenrate fehlerhaftes Routing nicht korrigieren kann. Frage 2 a) Selektive Quittierung bestätigt Empfang eines einzelnen Pakets. Kummulative Quittierung bestätigt alle Pakete, die bisher lückenlos und in richtiger Reihenfolge empfangen wurden. b) Falls Quittierung N verloren geht bestätigt Quittierung N+1 den korrekten Empfang aller bisher empfangener Daten. Somit können einzelne Quittierungen verloren gehen, ohne den Ablauf zu stören. Frage 3 3 Punkte 2 Punkte Falls ein Paket von mehreren Überholt wird, entstehen duplicate ACKs, die vom Sender fälschlicherweise als Paketverlust interpretiert werden können. Höhere Anfälligkeit gegenüber von Verlusten von Quittierungen. Anstieg der Senderate beim TCP Slow Start verläuft flacher. Frage 5 a) Schützt Empfänger vor Überlauf des Empfangspuffers 7 Punkte b) Überlastkontrolle erfordert Rückmeldung von Netzelementen (wie z.b. Routern). Diese verarbeiten Pakete nur bis zum IP Layer. In IP ist kein entsprechendes Feld zur Signalisierung vorgesehen. c) TCP: Sender bekommt kontinuerlich mitgeteilt, wieviel Daten Empfänger empfangen kann (RWND). Dadurch sehr feingranulare Flusssteuerung. Reaktive Flusskontrolle: RNR und RR haben erst nach 2 RTT Auswirkung. Dadurch ineffiziente Flusssteuerung. Aufgabe 4 Seite 7