TAREA_REDES1

UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES

1 Cristian Ramirez Betancourth

TAREA 1

Estructura de redes de comunicación Por: Cristian Ramirez Betancourth.

1. ¿Qué ventajas presenta una red de conmutación de de circuitos frente a una red de conmutacion de paquetes ?

Ventajas: • Sin tomar en cuenta el aspecto economico la principal ventaja seria que la

conmutacion de circuitos reserva un ancho de banda en un tiempo determinado, es decir que garantiza un cierto ancho de banda dedicado entre los equipos que se estan comunicando .Lo cual no es posible en la conmutacion de paquetes.

¿Que desventajas tiene la multiplexacion TDM frente a la multiplexación FDM en una red de conmutación de circuitos?.

• La principal desventaja de TDM es debido a que en un tiempo t de transmision un usuario o entidad que desea comunicarse debe esperar la particion o intervalo de tiempo del marco para comunicarse no puede realizarlo en cualquier momento. Por lo cual existe una alta sensibilidad frente a otro problema de usuario.

2. Suponga que los usuarios comparten un enlace de 2 Mbps y que cada usuario transmite a una velocidad de 1Mbps continuamente ,pero sòlo durante 20 % del tiempo.

a. Si se utiliza la conmutacion por circuitos .¿A cúantos usuarios puede darse

soporte?

• Se puede dar soporte a 2 usuarios debido a que cada uno utiliza 50% del ancho de banda continuamente es decir un 1Mbps de los 2Mbps totales disponibles.

b. Para el resto del problema, suponga que se utiliza la conmutación de paquetes .

¿Por qué practicamente no habrá retardo de cola si dos o menos usuarios transmiten al mismo tiempo? • De igual forma que lo explicado anteriormente si dos usuarios utilizan

simultaneamente la conexión solo utilizan 50% del ancho de banda disponible por lo cual la velocidad de llegada de los paquetes no exede el ancho de banda



disponible de 2Mbps compartidos que ofrece el enlace por lo cual no existira retardos de cola.

¿Por qué esxistira retardo de cola si tres o mas usuarios transmiten simultaniamente? • Como sabemos que el enlace compartido tiene un ancho de banda maximo de

2Mbps , si tres usuarios transmiten simultaneamente el ancho de banda requerido sera de 3Mbps lo cual exede el ancho de banda existente en el enlace compartido y se producira un retardo de cola a medida que los paquetes se pongan en cola en el buffer de salida.

c. Calcule la probablidad de que un usuarios dado este transmitiendo.

• Como cada usuario solo transmite solo durante el 20% del tiempo la probabilidad

puede definirse como el método mediante el cual se obtiene la frecuencia de un suceso determinado.

• Sabemos que la frecuencia del suceso es 20% del tiempo por lo cual si lo

expresamos como la probabilidad del evento de transmision nos daria lo mismo decir que :

P(n)=0,2

d. Suponga ahora que hay tres usuarios .Calcule la probabilidad de que en un instante determinado los

e. tres usuarios estén transmitiendo simultàneamente. Halle la fraccion de tiempo durante la que la cola crece.

Para esto utilizamos la distribución binomial :

f x =

33 (0.2)!(1− 0.2)!!!

= (0.2)! = 8 ∗ 10!!

Debido a que la cola crece cuando los 3 usuarios transmiten simultaneamente, la fraccion de tiempo sera igual a 8 ∗ 10!!.



3. Visite el applet Transmission Versus Propagation Delay (transmisión frente a retardo de propagación) disponible en el sitio web del libro. Utilizando las velocidades, retardos de propagación y tamaños de paquete disponibles, determine una combinación para la cual el emisor termine la operación de transmisión antes de que el primer bit del paquete haya llegado al receptor. Halle otra combinación para la que el primer bit del paquete haga llegado al receptor antes de que el emisor haya terminado de transmitir.

Figura 1.

Figura 2.



4. Suponga que el host A desea enviar un archivo de gran tamaño al host B .La ruta del host A al B esta formada por 3 enlaces ,cuyas velocidades son R1=500Kbps, R2=2Mbps y R3=1Mbps.

a. Suponiendo que no hay trafico en la red ¿Cuál es a tasa de transferencia para el

archivo?

La tasa de transferencia seria 500 Kbps.

b. Suponga que el tamaño del archivo es de 4 millones de bytes .Dividiendo el tamaño del archivo entre la tasa de transferencia ¿Cuánto tiempo tardara en transmitirse el archivo al host B?

! =4 ∗ 10! ∗ 8 !"#$500 !"#$

! = 64 !

c. Repita el apartado a y b pero ahora con R2=100Kbps.

La tasa de transmision es 100kbps.

! =4 ∗ 10! ∗ 8 !"#$100 !"#$

! = 320!

5. ¿Qué capas de la pila de protocolos de Internet procesa un router ?¿Qué capaz procesa un swich de la capa de enlace?

Normalmente los router estan presentes desde la capa 1 (capa fisica), 2(capa de enlace de datos ) hasta la 3(capa de red). Pero en la actualidad este consepto puede variar debido a que algunos routers son capaces de almacenar información y dispositivos de seguridad. ¿Qué capaz procesa un host?. Los host estan presentes en las 5 capas en el modelo TCP/IP y 7 capas en el modelo OSI. A p s t r e f



Figura 3 Dispositivos en el modelo OSI.[1].

6. En este problema vamos a considerar la transmision de voz en tiempo real del host

A al B atravez de una red de conmutación de paquetes (void IP). El host A convierte sobre la marcha la voz analógica en un flujo de bits digital a 64 Kbps. Acontinuacion el host A agrupo los bits en paquetes de 56 bytes. Entre el host A y el host B existe un enlace , cuya velocidad de transmision es de 2Mbps y su retardo de propagación es igual a 10 milisegundos. Tan pronto como el host A forma un paquete , lo envia al host B. Cuando el host B recibe una paquete completo, convierte los bits del paquete en una señal analógica .¿Cuánto tiempo trancurre desde el momento en que se crea un bit (a partir de la señal analógica del host A)hasta que se decodifica (como parte de la señal analógica del host B)?

- El flujo de bits es de 64 kbps. - El host agrupa los bits en paquetes 56 bytes.

56 bytes = 448 bits

El tiempo que tarde en formarse un paquete es de :

448 !"#$64 ∗ 10! [!"#$/!"#] = 7 [!"]

Su velocidad de propagación es igual a 10 [ms] esto es igual a la velocidad de tranferencia Si el tiempo de decodificación es igual al tiempo que se forma un paquete . El total es de 24 [ms]



7. Considere una paquete de longitud L que tiene su origen en el terminal A y que viaja atravez de tres enlaces hasta un sistema terminal de destino. Estos 3 elaces están conectados mediante dos dispositivos de conmutación de paquetes . Sean di, si y Ri la longitud, la velocidad de propagación y la velocidad de transmision del enlace i, para i=1,2,3. El dispositivo de conmutación de paquetes retarda cada paquete dproc. Suponiendo que no se produce retardo de cola ,¿Cúal es el retardo total terminal a terminal del paquete en función de di,si,Ri (i=1,2,3)y L?Suponga ahora que la longitud del paquete es de 1500 bytes , la velocidad de propagación en ambos enlaces es igual a 2,5x10^8 m/s , la velocidad de transmision en los 3 enlaces en de 2Mbps ,el retardo de procesamiento en el conmutador de epaquetes es de 3 milisegundos , la longitud del primer enlace es de 5000 km , la del segundo de 4000 km y la del último enlace es de 1000 km.Para estos valores ¿cúal es el retardo terminal a terminal?

L=di; v.propagación : Si; L=1500 B. Vtransmisión : Ri; Vprop = 2,5*10^2 [m/s] Retardo : dprop; Vtrans = 2Mbps Dproc = 3 [ms] Dt-t =?

Dt-t = dprop + dtrans + dproc Enlace 1

S1= 2,5*10^8 [ms] !!!"#!! =

!!!"#!

= !"""!,!∗!!!

= 20 [!"] R1= 2Mbps dprop= 20 [m/s] d1= 300 km Enlace 2 S2= 2,5*10^8 [ms] !!!"#!! =

!!!"#!

= 16[!"] R2= 2Mbps dprop= 16 [ms] d2= 400 km Enlace 3 S2= 2,5*10^8 [ms] !!!"#!! =

!!!"#!

= 4[!"] R2= 2Mbps dprop= 4 [ms] d2= 1000 km



Velocidad de transmisión de cada enlace

!"#$%& = !! =

1500 ∗ 8[!"#$]2 ∗ 10! [!"#$/!"#] = 6[!"]

!"#$%& 3 = 3 6 !" = 18 [!"]

Dt-t = 40[ms] + 18[ms] + 3[ms] = 61 [ms]

8. Se tienen 2 host , A y B separados 20.000 km y conectados mediante un enlace

directo con R= 2Mbps. Suponga que la velocidad de propagación por el enlace es igual a 2,5 x10^8 m/s.

a. Calcule el producto ancho de banda-retardo,R*dprop.

!!!"#!! =!

!!"#!=

20002,5 ∗ 10! = 80 [!"]

! ∗ !!"#! = 2 !"#$ ∗ 80 !" = 160 [!"#$]

b. Se envia un archivo cuyo tamaño es de 800.000 bits desde el host A al host B

suponga que el archivo envía de forma continua como un mensaje de gran tamaño.¿Cuál es el número maximo de bits que habrá en el enlace en un instante de tiempo determinado?

Tomando en cuenta las caracteristicas anteriores por mas extenso que sea el mensaje las caracteristicas del enlace nos dice que el numero maximo de bits en un instante de tiempo es 160 [Kbps.]

c. Haga una interpretación del producto ancho de banda-retardo. Este producto nos indica una aproximación de la cantidad de bits que se propagan por el enlace a una velocidad R y a su vez hace referencia entre el retardo entre los 2 host.

d. ¿Cúal es el ancho en metros de un bit dentro del ?¿Es mas grande que un campo de fútbol?

!"#ℎ! !" !"# =!!"#!! =

2.5 ∗ 10!

2 ∗ 10! = 125 [!] E consecuencia es mas grande que un campo de futbol.



e. Deduzca la expresión general para la anchura de un bit en función de la velocidad de propagación s, la velocidad de transmisión R y la longitud del enlace m.

!"#ℎ!"# !" !"# =!!

9. Suponga que existe un enlace de microndas a 10Mbps entre un satelite geoestacionario y su estacion base de la tierra. El satelite toma una fotografía digital por minuto y la envía a la estación base. La velocidad de propagación es 2,4x10^8 m/s .

Enlace = 10[Mbps] Vprop = 2,4*10^8 [m/s]

a. ¿Cuál es el retardo de la propagación del enlace?

!!"#$" =

!".!"# [!"]!,! ∗ !!![!/!] = !"#[!"]

b. ¿Cuál es el producto del ancho de banda-retardo,R*dprop?

! ∗ !!"#! = 10 !"#$ ∗ 149 !" = 1.49 ∗ 10! [!"#$]

c. Sea x el tamaño de la fotografía.¿Cuál es el valor minimo de x para que el

enlace de microondas esté transmitiendo continumente?

!"#$%& = !! ∶= !

! = 1[!"#](10 ∗ 10![!"#$/!]) ! = 60[!](10 ∗ 10![!"#$/!])

= 600 ∗ 10![!"#$]



10. En las redes de conmutación de paquetes modernas, el host de origen segmenta los mensajes largos de la capa de aplicación (por ejemplo, una imagen o un archivo de música) en paquetes más pequeños y los reenvia a la red. Despues , el receptor ensambla los paquetes para formar el paquete original , Este proceso se conoce como segmentación de mensajes. La figura 1.28 ilustra el transporte terminal a terminal con y sin segmentación del mensaje . Imagine que se envia un mensaje cuya longitud es 8x10^6 bits desde el origen hasta el destino mostrado en la figura. Suponga que cada enlace de los mostrados en la figura son enlaces de 2Mbps Ignore los retardos de propagación, de cola y de procesamiento.

a. Suponga que el mensaje se transmite desde el origen al destino sin segmentarlo .¿Cuánto tiempo tarda el mensaje en desplazarse desde el origen hasta el primer conmutador de paquetes? Teniendo en cuenta que cada conmutador de paquetes utiliza el método de conmutación de almacenamiento y reenvío .¿cuál es el tiempo total que invierte el mensaje para ir desde el host de origen al host de destino?

!"#$%& = !! =

8 ∗ 10![!"#$]2 ∗ 10! [!"#$/!"#] = 4[!]

se transmite hasta el primer conmutador.

El paquete llega completo y no en segmentos !!"!#$ = 3 ∗ 4 = 12 [!]

b. Suponga ahora que el mensaje se segmenta en 4000 paquetes y que la longitud de cada paquete es de 2000 bits.¿Cuánto tiempo tarda el primer paquete en transmitirse desde el origen hasta el primer conmmutador de paquetes?Cuando se esta enviando el primer paquete del primer conmutador al segundo , el host de origen envía un segundo paquete el primer conmutador de paquetes.¿En qué instante de tiempo habrá recibido el primer conmutador el segundo paquete completo?

L= 2000 bits

!"#$%& = !! =

2000[!"#$]2 ∗ 10! [!"#$/!"#] = 1[!"]

Se translada hasta el primer conmutador.

!"#$% = 2 ∗ (!"#$%&) = 2[!"] En este tiempo recibe el segundo paquete el primer conmutador.



c. !"#$%& = 1 !" !"− ! = ! ∗ ![!"]

= ![!"] En este tiempo se transmite el mensaje del host A al host B.

!"#"$% = !+ !(!""")

= !""#[!"]

Podemos darnos cuenta comparando los apartados a que el tiempo en segmentación se reduce en un 65% aproximadamente con respecto al tiempo sin segmentación.

d. En la segmentacion de paquetes al generarse segmentos mas pequeños, estos podrian llegar desincronizados por lo cual se tiene una mayor probabilidad de perdida de paquetes.

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