SzgHalok Gyakorlati példák és megoldásaik forrásának megtekintése

{{GlobalTemplate|Infoalap|SzgHalokGyakorlatok}}


==1. feladat==
Két állomás egymás között csúszóablakos (sliding window) forgalomszabályozást használ. A kommunikációs csatorna 1 Mbit/sec átviteli sebességet tesz lehetővé a küldőtől a fogadó felé. Tegyük fel, hogy az adó állomás 1000 bit hosszú csomagokat küld. A link körülfordulási ideje (RTT) 5 msec, a csúszóablak mérete pedig 3 csomagnyi. Mekkora a csatorna kihasználtsága?

* L: adathossz
* R: átviteli sebesség
* U: kihasználtság
* W: hibajavító ablak mérete

<math> U=\frac{W\cdot\frac{L}{R}}{RTT+\frac{L}{R}} = \frac{3\cdot\frac{1000}{1\,000\,000}}{0,005+\frac{1\,000}{1\,000\,000}} = 0,5</math>

==2. feladat==
* <math>C_{win} = 16 kB = 16\cdot10^{3}</math>
* RTT = 1 ms
* D = ?

Általános képlet: <math>D = \frac{C_{win}}{RTT}\cdot(\frac{3}{4})</math>

<math>D = \frac{16\cdot10^{3}}{10^{-3}} = 16\cdot10^{6} \textrm{B/s} = 16 \textrm{Mb/s} </math>

* <math>C_{win}:</math> csúszó ablak mérete
* RTT: körülfordulási idő

A &#190; az úgymond korrekciós tényező &#8211; ez a linksebesség miatt jött be; fontos megjegyzés ide, hogy azért van zárójelben, mert nem feltétlen kell használni. Ha számolni kell vele, akkor azt jelzik.


==3. feladat==
* RTT = 100ms
* D = 10Gbit/s
* <math>C_{win}</math> = ?

<math>C_{win} = RTT{\cdot}D = 0,1{\cdot}10^{10} = 10^{9}\textrm{bit} = 1,25{\cdot}10^{8}\textrm{byte}= 125 \textrm{Mb}</math>


==4. feladat==

Egy 1500 bájtos (IP fejrésszel együtt) IPv4 csomagot küldünk 3 linken keresztül, melynek rendre a hálózati rétegre vonatkoztatott MTU-i 1500, 1300 és 1150 bájt. Számoljuk ki milyen hosszú töredékek érkeznek a címzetthez, és ezekben milyen értékek az alábbi mezők:
* Fragment offset
* More fragment
* Mekkora a fej okozta overhead tördeletlen és tördelt esetben?

===Tördelés előtt:===
* csomag 1500 bájt (20 bájt fej + 1480 payload)
===1. tördelés után===
====1. töredék :====
* MTU: 1300 bájt
* fejrésze: 20 bájt
* payload: 1280 bájt [8-cal oszthatónak kell lennie (1280/8 = 160 - ez lesz a köv. töredék fragment offsetje)]
* méret: 1300 byte
* FO = 0
* MF = 1

====2. töredék====
* fejrésze: 20 bájt
* payload: 1480 - 1280 = 200
* méret: 220
* FO = 160
* MF = 0

===2. tördelés után (1300)===
====1. töredék====
* MTU: 1150 byte
* fejrész: 20 byte
* payload: 1130 nem lehet, mert nem osztható 8-cal -> 1128
* méret: 20 + 1128 = 1148 ( 1128 = 141 * 8 - köv. fragment offsetje) 
* FO = 0
* MF = 1
 
====2. töredék====
* fejrész: 20
* előzőből maradt payload: 1280 - 1128 = 152
* méret: 20 + 152 = 172
* FO = 141
* MF = 1

====3. töredék====
* Ami az első tördelés második töredéke volt. Minden marad.

===Összesen===
* Hasznos adat összesen: 1480 byte
* Overhead tördeletlene esetben: 20 byte 
* Az 1. tördelés után: 40 byte
* A 2. tördelés után: 60 byte

==5. feladat==
Beszédet továbbítunk az ATM hálózat CBR (Constant Bit Rate) QoS szolgáltatásának segítségével. Mekkora legyen a PCR (Peak Cell Rate) forgalomleíró paraméter értékel cella/sec-ben, ha 64 kbit/s-os beszéddigitalizálást alkalmazunk, és egy cellában 40 byte-nyi beszédmintát viszünk át?

64 kbps = 64000 bps = 8000 B/s. Ha 40 bájt adat van cellánként, akkor PCR = 200 cella/s

==6. feladat==
160 byte-os beszédszegmenseket RTP, UDP és IPv4 protokollok használatával továbbítunk. Hány byte lesz egy IP csomag minimálisan szükséges hossza tömörítés nélküli esetben?

IPv4 fejléc + UDP fejléc + RTP fejléc + 160 bájt: 20 + 8 + 12 + 160 = 200

==7. feladat==
Az "A" és "B" végpont közötti kommunikáció során "A" végpont TCP adategységében a sorszám (sequence number) 5920, az ACK-szám (acknowledgement number) 9561, a hasznos adatrész 80 byte. Mennyi lesz sikeres vétel esetén "B" válaszként küldött TCP adategységében az ACK-szám?

A sequence number-hez hozzá kell adni a hasznos adatrészt: 5920 + 80 = 6000
''Megjegyzés:'' A visszaküldött sequence number pedig a 9561 lesz.

==8. feladat==
Deficit round robin ütemezés.

A hitelszámláló mindig 0-ról indul.
Jelenleg 100 adagnyi adatot fogunk egyszerre átvinni. Ha ez nem sikerül, akkor a következő körben 100-zal növelt hitelszámlálóból levonjuk az átvitt mennyiséget.

Megoldás a diák alapján, azaz hogy több is lehet egyszerre kiszolgálva( inkább ezt írjátok vizsgán, mert erre lehet hivatkozni, hogy a dián volt )

{| border="1"
| '''Sorszám''' || *A* || *B* || *C* 
|-
| Átvinni kívánt mennyiség || 150 || 80 || 120 
|}

{| border="1"
| 1. kör || +100 || +100 - 80 = 20 || +100  
|-
| 2. kör || +200-150=50 || 0 || +200 - 120 = 80 
|}

{| border="1"
| 3. kör || 0 || 0 || 0  
|}
1. kör : B

2. kör : A,C



alternatív megoldás az órán csinált példa alapján(egyszerre egyet tudunk kiszolgálni): 


{| border="1"
| '''Sorszám''' || *A* || *B* || *C* 
|-
| Átvinni kívánt mennyiség || 150 || 80 || 120 
|}

{| border="1"
| 1. kör || +100 || +100 - 80 = 20 || +100  
|-
| 2. kör || +200 -> 0 || 0 || +200 - 120 = 80 
|}

{| border="1"
| 3. kör || +100 || 0 || 0 
|}

{| border="1"
| 4. kör || +200-150=50 || 0 || 0 
|}

{| border="1"
| 5. kör || 0 || 0 || 0  
|}

Változtatási okok a régi megoldáshoz képest:

1. nem nullázódik le 

2. Egyszerre csak egy lehet kiszolgálva. A C a kisebb igényű ezért a mixman elv értelmében a C lesz kiszolgálva. Ha nincs igény, nem kap hitelértéket, ezért a B-nek 0-a a hitelértéke. Az A azért nullázódik le, mert akkor is nullázódás van, ha ki lenne szolgálva, de nem ő került sorra ( ezen többen is néztek órán, te a tanár így csinálta )

3. Még nem lett kiszolgálva A, itt már B se kap hitelértéket

4. Itt szolgálódik ki

5. Ez után már A sem kap hitelértéket


==9. feladat==

Modulációk, a kérdés az adatsebesség. Mindenképpen figyeljünk a megfelelő mértékegységre való átváltásra!

* QPSK: 2 bit/szimbólum
* 16-QAM: 4 bit/szimbólum
* 64-QAM: 6 bit/szimbólum

Pl.: 400 kbaud a szimbólumsebesség, mekkora az adatsebesség QPSK esetén: 1 szimbólum = 2 bit = 800 kbit/s (100 kbyte/s).

==10. feladat==

CSMA/CD, különféle kérdések az adatokra.

* C: adatsebesség
* c: fénysebesség
* L: szegmensméret
* M: minimális kerethossz
* T: résidő (=2t)

A "c" ha rézben vagy optikában terjed az adat, akkor <math>2\cdot10^{8}</math>, ha pedig a levegőben (wireless), akkor <math>3\cdot10^{8}</math>.

Példa:
* L: 200 m
* C: 10 Mbit/s
* Mekkora a minimális kerethossz és a résidő?

<math>t=\frac{L}{c}</math>

Résidő: <math>2t=\frac{2L}{c}=\frac{2\cdot2\cdot10^{2} \textrm{m}}{2\cdot10^{8} \textrm{m/s}}=2\cdot10^{-6}s=2{\mu}s</math>

Minimális kerethossz: <math>M={\lceil}T{\cdot}C\rceil=2\cdot10^{-6}s {\cdot} 10\cdot10^{6}bit/s = 20bit</math>

==11. feladat==

Hasonló az előzőhöz.
* C: <math>4 Mbit/s = 4\cdot10^{6}bit/s</math>
* M (csomagméret): 1000 bájt
* Mennyi az adásidő és a terjedési idő?

Egy routernél megkülönböztetünk:
* várakozási időt;
* sorbanállási időt;
* adási időt;
* terjedési időt (ennek kétszerese a résidő).

<math>t_{adasi}=\frac{M}{C}=\frac{8\cdot10^{3}}{4\cdot10^{6}}=2\cdot10^{-3}=2 ms = 2000{\mu}s</math>

<math>t_{terjedesi}=\frac{L}{C}=\frac{500m}{2\cdot10^{8}\frac{m}{s}}=2,5\cdot10^{-6}s=2,5{\mu}s</math>

==12. feladat==

Ez egy súlyozott körbekérdezés (weighted round robin) ütemezési  stratégiát bemutató feladat.

A, B, C összeköttetéseken az átlagos csomaghosszak 50, 500 és 1500 byte, valamint a súlyozásuk is meg van adva.

A kérdés az, hogy hány csomagot vagy byteot szolgáljunk ki az egyes összeköttetéseknek másodpercenként. Ehhez kiszámoljuk a súly/csomaghossz 
arányt az említett értékek osztásával, majd azokat közös nevezőre hozva megkapjuk a normalizált súly/csomaghossz arányt (60,9,4). Ez adja meg, 
hogy másodpercenként hány csomagot kell kiszolgálnunk az adott összeköttetéseknek. Ha azt szeretnénk megtudni, hogy ez byte-ban pontosan mennyi, akkor nincs egyéb dolgunk, mint megszorozni ezt az értéket az átlagos csomaghosszakkal.

{| border="1"
|	|| *A* || *B* || *C* || '''Megjegyzés''' 
|-
| Csomaghossz || 50 || 500 || 1500 || 
|-
| Súlyok || 0,5 || 0,75 || 1 ||egymáshoz képesti arány 
|-
| <math>\frac{suly}{csomaghossz}</math> || <math>\frac{1}{100}</math> || <math>\frac{3}{2000}</math> || <math>\frac{1}{1500}</math> ||legkisebb közös többszörös, *6000 
|-
| || 60 || 9 || 4 ||*csomaghossz 
|-
| Adat || 3000 || 4500 || 6000 || 
|}


Mondjuk a legkisebb közös többszörös itt 3000, nem 6000 de üsse kavics... (6000 az :), 3/2000 -> 4.5/3000 nem jó... --- KT)

Ahogy én értem, a lényeg az, hogy a súlyozás azt mondja meg, hogy a teljes sávszélesség hányadrészét használhatja az adott user (a többekhez képest). A súly/csomaghossz hányados pedig azt mondja meg, hogy a ráeső sávszélességből mennyit használ el egy csomag elküldése. A közös nevezőzés az arra jó, hogy megtudjuk, hogy a sávszélességkihasználási arányok mellett egy időben hány csomagot tud elküldeni az egyik, és hányat a másik. A felszorzás az már ténleg csak ellenörzés, csomagszám*csomaghossz= felhasznált sávszélesség. ---nellgwyn 
==13. feladat==

10 Mbaud/sec jelzéssebességű vonalon QPSK-val küldünk csomagokat. Mivel a csatorna zajos, ezért a teljes adathoz 25% hibajavító kód adódik. A protokoll overhead (tehát az összes fejrész) 60%-a a ténylegesen hasznos adatnak. Hány Mbit/sec sebességgel tudjuk küldeni a hasznos adatot?

QPSK, tehát 4 szimbólum/jel => 2 bit/jel.
20 Mbit/sec a teljes sebesség, ebből +25% a hibajavítás => <math> \frac{20}{1,25} = 16 Mbit/sec </math> az adat és a fejléc.
A hasznoshoz képest 60% a fejléc, azaz <math> \frac{16}{1,6} = 10 Mbit/sec. </math>

==14. feladat==

10 ms beszédszegmenseket tömörítetlen PCM kódolunk. RTP, UDP és IPv4 segítségével, 2:1 arányú fejrész tömörítéssel küldjük. Mekkorák lesznek az IP csomagok?

Tömörítetlen PCM kódolás az 64 kbit/sec => 8 kbyte/sec => 80 byte/10msec. Az IPv4 + UDP + RTP fejléc alapesetben 20 + 8 + 12 = 40 bájt. A 2:1 arányú tömörítés azt jelenti, hogy ennek a felére csökkentettük a fejléceket, tehát 20 bájtra.

80 + 20 = 100 bájt egy csomag.

==15. feladat==

Körülbelül hány áramkör kapcsolása végezhető el telefonminőség esetén, ha a TSI (Time Slot Interchanger) memóriájának elérési ideje 50 ns?

Az analóg-digitális átalakításról a következőt kell tudni (64 kbit/s-os beszéd esetén):
* mintavétel az analóg jelből 8 kHz-cel, azaz 125 mikroszekundumonként
* a minták ábrázolása 8 biten történik (kerekítése 256 szintre)
* tehát 8 bit/1 bájt 125 &#956;s-onként

Azaz 125 &#956;s a körülfordulási idő. Az 50 ns-ot megszorzod kettővel (mert kell adatot küldeni A->B-be és vissza B->A-ba is), majd a 125 &#956;s-ot leosztod a kapott 100 ns-mal, akkor megoldásként 1250 jön ki.

==16. feladat==

Mikor kap nyugtát az adóállomás, ha előzőleg, első alkalommal foglaltnak érzékelte a csatornát?

* <math> T_{\textrm{SIFS}}  = 10 \mu \textrm{s} </math>
* <math> T_{\textrm{slot}}  = 20 \mu \textrm{s} </math>
* <math> T_{\textrm{data}}  = 1 \textrm{ms} </math> (Adatátviteli idő)
* <math> CW_{\textrm{rand}} = 0.3 </math>

Timeline:
[--foglalt--|--Tdifs--||--Tcount--||--Tdata--||--Tsifs----nyugta--]

<math> T_{\textrm{DIFS}} = T_{\textrm{SIFS}} + 2\cdot T_{\textrm{slot}} </math> (Ennyit várunk a foglaltnak észlelés után)

<math> T_{\textrm{DIFS}} = 50 \mu s</math>


<math>T_{count} = \lfloor CW_{\textrm{rand}} * 31\mu s\rfloor * T_{\textrm{slot}}</math>
 
(Próbálkozás szerinti késleltetés, ha első alkalommal érzékelte foglaltnak: 31, ha másodszor: 63 ... stb. (<math> 2^x-1 </math>)

<math> T_{\textrm{count}} = \lfloor 0.3*31 \rfloor*20 = 180 \mu s</math>

<math> T_{\textrm{DIFS}}+T_{\textrm{count}}+T_{\textrm{data}}+T_{\textrm{SIFS}}=50+180+1000+10=1240 \mu s</math> --- Gubek Andrea jegyzete alapján

==17. feladat==

Mikor kapunk nyugtát a központban, ha az ADSL linken a sorbanállási idő a felhasználónál 3 ms, a feldolgozási idő 4&#956;s (feltételezve hogy a másik oldalon elhanyagolhatóak ezek a késleltetések), miközben: 

* R Letöltés  = 4 Mbit/s
* R Feltöltés  = 512 kbit/s
* L Távolság  = 2 km
* D Csomagméret = 1000 byte = 8000 bit
* D Nyugta = 64 byte = 512 bit
* C Terjedési sebesség = 2 * 10^8 m/s

a válaszát ms-ban adja meg.

T = Feldolgozás + Sorbanállás + Adás + 2 * Terjedés

Adás = ( D_csomag / R_letöltés ) + ( D_nyugta / R_feltöltés ) = ( 8000 / 4*10^6 )+ ( 512 / 512*10^3 ) = 3 ms

Terjedés <math>= 2 * L/C = 2 * 2000 / 2*10^8 = 2 * 10 \mu s = 0,02 \textrm{ms}</math>

Sorbanállás = 3 ms

Feldolgozás = 4 us = 0,004 ms

T = 3 + 0,02 + 3 + 0,004= 6,024 ms


[[Category:Infoalap]]