Thema: RNuA - Aufgaben

Transkript

1 Bandbreite Latenz Jitter Gibt den Frequenzbereich an, in dem das zu übertragende / speichernde Signal liegt. Laufzeit eines Signals in einem technischen System Abrupter, unerwünschter Wechsel der Signalcharakteristik (Modulation) Übertragungssicherheit Sicherstellung einer möglichst fehlerfreien Datenübertragung - Punkt zu Punkt Verbindung mit 100 Mb/s Bandbreite - Entfernung der Teilnehmer km - Ausbreitungsgeschwindigkeit km/s 1. Minimale RTT der Verbindung: 2. Verzögerungs-Bandbreiten-Produkt (Verzögerung = RTT): 128,5Mb 3. Bedeutung des VBP: Anzahl der Bits in der Leitung. Sender kann 128,5Mb senden, bevor das 1. Bit ankommt MB Datei, Zeit Anforderung bis Ende der Übertragung: Übertragungsdauer der Datei 4.1 Durchsatz 5. Wie lang ist die Datei auf der Leitung.

2 - 10MB große Datei - Übertragung von A nach B über drei Zwischenknoten Z1, Z2, Z3 - Verbindungsleitungen haben Laufzeit von 1ms (keine zusätzliche Verzögerung in Knoten) - Bandbreite von 1. Leitungsvermittlung (Telefon/Bandbreite, Übertragungsgeschwindigkeit garantiert): Anfragenachricht von A nach B mit Bestätigung (vernachlässigbare Größe), anschließend Datei komplett übertragen 2. Speichervermittlung (): Übertragung von A nach Z1, wenn vollständig angekommen weiter zu Z2 usw. 3. Paketvermittlung ohne Bestätigung (): Datei zerlegt in 4KB Pakete. Versandt wie in Paketvermittlung mit Bestätigung (): B sendet nach erfolgreichem Empfang Bestätigung an A. Erst dann wird nächstes Paket versendet. Versand wie 3. - Zeichenvorrat N = 2 - x 1 = 0 und x 2 = 1 - Auftrittswahrscheinlichkeit x 1 p(x 1 ) = p 1. Informationsgehalt H der Quelle

3 - Bilddatei mit 8 verschiedenen Farben - F 1 = F 2 = 25,00% - F 3 = F 4 = 12,50% - F 5 = F 6 = F 7 = F 8 = 06,25% 1. Informationsgehalt einer Farbe: 2. Binärcodierung (Unterschiedlicher Wortlänge) F 1 F 2 F 3 F 4 F 5 F 6 F 7 F Binärcodierung (Gleicher Wortlänge) F 1 F 2 F 3 F 4 F 5 F 6 F 7 F Entscheidungsbedarf, Redundanz - 10 Dual Layer DVDs, mit jeweils 8,5 GByte - Bernie ist 18km/h schnell 1. Wann höhere Datenrate als Datenübertragung 2. Wann höhere Datenrate als Datenübertragung

4 - Signalisierungsrate von 2 Baud - Informationsfluss 1. Situation skizzieren E F D Herm A S 1 Ron G S 1 I C S 1 B Harr POP, ISDN H 1. IP: Dezimal: Subnetzmaske: Dezimal: Wie viele Bits vom Hostanteil geborgt? Subnetzadresse (Maximum) Netzanteil Hostanteil Die Subnetzadresse gibt an, wie viele Bits vom Hostanteil geborgt wurden. In diesem Fall 10 Bit 4. IP-Adresse von Netzwerk A, wenn erste verfügbare Subnetzadresse verwendet wird? = = Sofern die 0 am Ende nicht frei ist (meist Netzadresse), wird die 64 als erste verfügbare verwendet.

5 5. IP von serieller Schnittstelle S0 Herm, wenn erste verfügbare Host-Adresse verwendet wird = oder = , falls erste Host-Adresse bereits verwendet = oder = , falls erste Host-Adresse bereits verwendet. 6. Bereich verfügbarer IP-Adressen serielle Schnittstelle S1 Ron Ausgehend von Netzwerkadresse Ausgehend S0 hat Bereich entspricht bis Anzahl Netzwerke in obiger Topologie Anzahl der Verbindungen (Striche) zählen. Die Anzahl der Netzwerke ist Broadcastadresse aller Subnetze des Netzwerkes = Bits des Hostanteils mit 1 füllen. Zusatz Bestimmung der Netzwerkklasse: Es gibt verschiedene Arten von Netzwerkklassen (A, B, C, D, E ) Klasse A: Der erste Block fängt mit 0 an und liegt im Bereich 1 bis 126 Klasse B: Der erste Block fängt mit 10 an und liegt im Bereich 127 bis 191 Klasse C: Der erste Block fängt mit 110 an und liegt im Bereich 192 bis 223 Beispiel: Block 1 = Dezimal 130, beginnt mit 10, entspricht Klasse B Klasse D: Multicast 1110 Klasse E: Experimentell 1111 Zusatz Kurzschreibweise: = Kurzform: / = Kurzform: / = Kurzform: / = Kurzform: /9 Die Kurzform gibt die Subnetzmaske des Netzwerks an. Wird von links nach rechts mit 1 gefüllt. Keine 0 dazwischen.

6 E 2 E 2 E 3 C E Herm 3 Ron D A B E 2 Harr E E 2 Perc E 3 POP, ISDN 1. IP: Dezimal: Anzahl der Netzwerke Es gibt 13 Netzwerke. (Anzahl der Striche zählen) 3. Wie viele Bits vom Hostanteil borgen, um jedem Netzwerk eine Subnetzwerkadresse zu geben. Wie viele Hosts adressierbar in den Subnetzwerken? Hosts (4Bit) Geborgt vom Hostanteil Die -2 steht für Netzwerkadresse und Broadcastadresse. 4. Wie lautet resultierende Subnetzmaske, binär und dezimal? = (ACHTUNG, Subnetzmaske!= Broadcastadresse) 5. IP von Netzwerk A und B, wenn die beiden ersten verfügbaren Subnetzadressen verwendet werden. A = = B = = IP von S0, E1 bei Per, wenn S0 niedrigste verfügbare Host-Adresse und E1 höchste verfügbare Host-Adresse im jeweiligen Subnetzwerk. S0 = E1 = Verfügbare IP Bereich E0 bei Router Ron Bereich bis Broadcastadresse aller Hosts im Netzwerk A = (Ende mit 1 auffüllen)

7 - 100 Bytes Verwaltungsinformationen - Bytes Nutzdaten übertragen - 1 Bit Fehlerhaft Ein Paket wird verworfen und muss erneute gesendet werden - Paketgrößen 1000, 5000, 10000, Bytes (Nutzdaten ohne Verwaltungsinfo) 1. Wie viele Bytes übertragen, wie viele Bytes davon Overhead? Paketgröße [Byte] Anzahl der Pakete Übertragene Bytes Overhead Gbit/s Glasfaserverbindung - Bitfehlerrate - Im Mittel jedes Bit fehlerhaft übertragen 1. Leitung voll ausgelastet, wie viel Zeit im Mittel zwischen zwei Bitfehlern? 2. Wie viel Zeit im Mittel zwischen zwei Bitfehlern bei 1Gbit/s und Bitfehlerrate? - Bandbreite 2 MHz stufige Digitalsignale 1. Wie groß ist die theoretisch mögliche Übertragungsrate? - 5 gestörte Bits 1. Hammingdistanz zum Erkennen der gestörten Bits. Fehlererkennung: Man benötigt eine Hammingdistanz von 6 2. Hammingdistanz zum Korrigieren der gestörten Bits. Fehlerkorrektur: Man benötigt eine Hammingdistanz von 11

8 - 25 Mbit/s - Ausbreitungsgeschwindigkeit 1. Wie lang in Metern ist ein Bit nach obigen Angaben? - Länge Übertragungsstrecke s = 2km - Bitrate = - Ausbreitungsgeschwindigkeit v = 0,78 - Max. länge eines Informations-Datenblocks = 1000 Byte - Länge eines Bestätigungs-Datenblocks = 64 Byte 1. Dauer Übertragung Informations-Datenblock ( höchstens? 2. Wie lang dauert die Übertragung einer Empfangsbestätigung ( )? 3. Größe der Signallaufzeit ( ) der Übertragungsstrecke? 4. Größe der Timeout-Zeit auf Senderseite, unter Vernachlässigung der Bearbeitungszeit der Datenblöcke in den Endsystemen ( und ), mindestens gewählt werden? - Datenübertragungsrate - Signallaufzeit 1. Mindestlänge in Bit, für gesendete Rahmen 2. Welche Baudrate und welche minimale Taktrate nötig für Übertragung? Baudrate = Taktrate = 400MHz 3. Maximale theoretische Rahmenrate, mit minimalem Rahmenabstand

9 H I G F FE 2 F F FE Herm C 1 Ron FE 2 F J E A B Harr FE D 0 POP, ISDN 1. IP: Dezimal: Anzahl der Netzwerke Wie viele Bits vom Hostanteil um jedem Netzwerk eine Subnetzwerkadresse zu geben. 4. Resultierende Subnetzmaske = IP von Netzwerk A, B wenn die Beiden letzten verfügbaren Subnetzadressen verwendet werden. A = = Darf nicht 1111 (Maximum) sein, daher 1101 B = = IP von S0, E0 des Routers Harr. S0 höchste verfügbare Host-Adresse, E0 niedrigste verfügbare Host-Adresse. (Ohne Broadcast, Netzwerkadresse) Anzahl der IP-Adressen in einem Subnetz = 16 (0..15) S0 = (höchste) = E0 = (niedrigste) = Noch verfügbarer Bereich IP für E0 von Ron (Aus Aufgabe 6, wird 225 bereits verwendet) ( ) 8. Wie viele Hosts in D bis J maximal adressierbar? Schnittstellen der Router auch Netzwerkadressen vergeben? 14 Host-Adressen verfügbar (ohne Broadcast, Netzwerkadresse) -1 = 13 Da die Netzwerke D bis J auch eine IP haben, kann diese nicht mehr vergeben werden.

10 - = 1 - Nachrichtenwort X = 9A Berechnen der Kontrollstellen. X = Da müssen 4 Nullen angehängt werden XOR 1 = Rest: XOR 1 1 = = = = Prüfbits Zu sendende Daten: Regeln: - Das Nachrichtenwort wird um den höchsten Exponenten des Generatorpolynoms mit 0 erweitert - Zwei Werte die man mit XOR verknüpft müssen die gleiche Länge haben und mit 1 beginnen. Nachricht ACHTUNG: Der Rest hat immer die Größe Rest größter Exponent. Die anzuhängende Anzahl der Prüfbits entspricht Prüfbits = größter Exponent. Sollte der Rest also kleiner als der größte Exponent sein, so muss der Rest von links mit 0 aufgefüllt werden, bis dieser der Größe des größten Exponenten entspricht.

11 - Länge der Übertragungsstrecke s = 63km - Bitrate v = 52 Mbit/s - Signalausbreitungsgeschwindigkeit c = - Bitfehlerwahrscheinlichkeit - Länge eines Datenrahmens 1. Signallaufzeit τ bzw. der Übertragungsstrecke, Übertragungsdauer eines Datenrahmens mittlerer Länge 2. Wahrscheinlichkeit Datenrahmen mittlerer Länge gestört? Wie oft muss Datenrahmen im Mittel übertragen werden Wahrscheinlichkeit Im Mittel übertragen werden. 3. Kanalausnutzung berechnen (Stop-And-Wait-Prinzip) - = - Nachrichtenwort X = A5 1. Berechnen der Kontrollstellen X = XOR = Rest: Prüfbits Zu sendende Daten: Nachricht

12 2. Empfänger erhält folgende Bitfolge , ist diese korrekt? Um dies zu prüfen, muss man das angekommene Nachrichtenwort, durch das Generatorpolynom G(u) teilen. Sofern der Rest 0 beträgt, ist dieses richtig. Ansonsten falsch XOR = Rest Die angekommene Nachricht ist fehlerhaft. Allgemein (Formeln): Bandbreite B = Dämpfungsmaß a = Obere minus untere Grenzfrequenz Signalrauschabstand SNR =

13 H I G F FE 2 F F FE Herm C 1 Ron FE 2 F J E 1. Binäre Darstellung von /24 Binär: Welche Klasse Klasse C Netzwerk, da 110 am Anfang und 201 im Bereich 192 bis Anzahl der Netzwerke 11 A Harr FE D 0 POP, ISDN 4. Netze A bis J als Subnetze adressieren. Welche Subnetzmaske um möglichst viele Hostadressen zur Verfügung zu stellen. Bit müssen vom Hostanteil geborgt werden. Subnetzadresse = Anzahl nutzbarer Hostadressen pro Subnetz. 16 gibt es maximal, davon abgezogen Netzadresse + Broadcastadresse + Router = Netzwerkadresse und Adressbereich der Hosts für 4. nutzbares Subnetz = Netzwerkadresse = Router = Broadcast Nutzbare Adressbereich bis Welche Funktion haben und Broadcast des 4. nutzbaren Subnetzes Broadcast für alle Netze B Netze gibt es dann pro 8. IP E0 am Router Harr, Teilnetz B, ist /27. IP E0 am Router Ron, Teilnetz B, ist /27. Ist diese Konfiguration zulässig? = Netzadresse = Broadcast