Exercícios de Exame
Nenhum exercício corresponde a esta pesquisa.
Transmissão de dados
Número de fases numa modulação por faseEscolha múltipla
Exame, 2023/24 (época normal)
Considere um canal de transmissão rádio com débito de símbolos de 16 ksymbol/s. Se o débito de informação do canal for 64 kbit/s e for usada modulação por fase, o número de fases usado é
Solução
O número de fases é 16.
O débito de informação é , onde é o número de fases. Assim, , logo .
- 4. 4 fases dariam 2 bit/símbolo.
- 8. 8 fases dariam 3 bit/símbolo.
- 16. São precisos 64/16 = 4 bit/símbolo, logo 2^4 = 16 fases.
- 32. 32 fases dariam 5 bit/símbolo.
Débito de símbolos numa modulação 16QAMEscolha múltipla
Exame, 2023/24 (época de recurso)
Se numa transmissão de dados for usada uma modulação 16QAM (constelação de 16 pontos) e for observado um débito binário de 100 kbit/s, o débito de símbolos desta ligação é de
Solução
O débito de símbolos é 25 kbaud.
Uma constelação 16QAM tem pontos, ou seja, bit por símbolo. O débito de símbolos é ksymbol/s kbaud.
- 100/16 kbaud. Divide o débito binário pelo número de pontos em vez de pelos bits por símbolo.
- 25 kbaud. 16QAM transporta 4 bit/símbolo, logo 100/4 = 25 ksymbol/s.
- 50 kbaud. Corresponderia a 2 bit/símbolo.
- 100 kbaud. Ignora a modulação.
Potência transmitida exigida por ShannonEscolha múltipla
Exame, 2021/22
A capacidade de um canal rádio é dada por , onde é uma constante, é a potência recebida e é a potência de ruído. Se a potência transmitida for , mW e for exigida uma capacidade bit/s, a potência transmitida deve ser
Solução
A potência transmitida deve ser W.
De vem , logo e mW. Como , obtém-se mW W.
- 3 mW. Esse é o valor da potência recebida, não da transmitida.
- 3 W. mW e W.
- 1 mW. Dá capacidade .
- 1 W. Corresponde a mW.
Ligação de dados e ARQ
Probabilidade de uma trama chegar correta em L transmissõesEscolha múltipla
Exame, 2023/24 (época normal)
Se a probabilidade de uma trama ser recebida com erros for e essa trama for transmitida vezes, a probabilidade de a trama ser recebida corretamente é
Solução
A probabilidade é .
Cada transmissão é correta com probabilidade . A trama só não chega correta se todas as transmissões tiverem erro, o que acontece com probabilidade . Logo .
- . É a probabilidade de todas as transmissões falharem.
- . Conta as transmissões com erros em vez das corretas.
- . Troca os papéis de e .
- . A trama falha só se as transmissões falharem, com probabilidadade .
Traço Go-Back-N após uma trama perdidaEscolha múltipla
Exame, 2023/24 (época normal)
Considere o mecanismo ARQ Go-Back-N com janela . Na notação em que ?I(0).!RR(1) representa a receção (?) da trama I(0) seguida (.) do envio (!) de RR(1), o recetor descrito pela sequência ?I(0).!RR(1).?I(1).?I(2).?I(4).!REJ(3).?I(5) pode continuar do seguinte modo
Solução
A sequência continua com ?I(3).!RR(4).
Depois de RR(1), I(1) e I(2), a trama I(4) está fora de ordem (falta I(3)), pelo que o recetor envia REJ(3). A trama I(5) também está fora de ordem e é descartada. Quando chega I(3), o recetor confirma com RR(4), indicando que espera a trama 4.
!REJ(3).?I(3).!RR(4). Repete o REJ já enviado.?I(3).!RR(4). A próxima trama esperada é I(3); I(5) foi descartada por estar fora de ordem.?I(3).!RR(6). RR(6) só seria enviado depois de receber I(5), que foi descartada.!REJ(3).?I(3).!RR(6). Combina o REJ repetido com o RR(6) prematuro.
Débito máximo com Selective RepeatValor
Exame, 2023/24 (época normal)
Duas estações comunicam com o mecanismo ARQ Selective Repeat. A capacidade do canal em cada sentido é de 600 kbit/s, o atraso de propagação num sentido é de 24 ms, as tramas de informação têm comprimento fixo de 300 bytes, usam-se 4 bits para numerar as tramas de informação e as tramas de controlo têm comprimento desprezável. O débito máximo é ____ kbit/s.
Solução
kbit/s.
O tempo de transmissão de uma trama é ms, logo . Com 4 bits, a janela máxima do Selective Repeat é , menor que . A eficiência é e kbit/s.
Janela mínima do Go-Back-N para eficiência de 100%Valor
Exame, 2023/24 (época de recurso)
Duas estações comunicam por uma ligação com ARQ Go-Back-N. A capacidade do canal é de 400 kbit/s, o atraso de propagação num sentido é de 50 ms e as tramas de informação têm 200 bytes. As tramas de controlo têm comprimento desprezável. A janela mínima necessária para obter uma eficiência de 100% é ____.
Solução
.
O tempo de transmissão de uma trama é ms e . Para o canal estar sempre ocupado é preciso , pelo que a janela mínima é .
Desempenho e filas
Capacidade de uma linha modelizada por M/M/1Valor
Exame, 2023/24 (época normal)
Um sistema de transmissão é modelizado por uma fila de espera M/M/1. Em média chegam ao sistema 480 pacote/s, com comprimento médio de 1500 bytes. Se a linha de transmissão está inativa (sem transmitir) 20% do tempo, a capacidade da linha é ____ Mbit/s.
Solução
Mbit/s.
A probabilidade de a fila estar vazia é , logo . A taxa de serviço é pacote/s. A capacidade é bit/s Mbit/s.
Probabilidade de uma fila M/M/1 estar vaziaValor
Exame, 2023/24 (época normal)
Nas condições da pergunta anterior (fila M/M/1 com 480 pacote/s de comprimento médio 1500 bytes e linha inativa 20% do tempo), a probabilidade de a fila de espera estar vazia é ____ %.
Solução
.
Num modelo M/M/1, a probabilidade de o sistema estar vazio é , que coincide com a fração de tempo em que o servidor está inativo. Como a linha está inativa 20% do tempo, .
Tempo médio de espera numa fila M/D/1Valor
Exame, 2023/24 (época normal)
Nas condições da pergunta anterior, se os pacotes tiverem comprimento constante de 1500 bytes, o tempo médio de espera na fila (sem contar o tempo de transmissão) é ____ ms.
Solução
ms.
Com pacote/s e pacote/s (), numa fila M/D/1 o tempo médio de espera é ms.
Lei de Little numa fila G/G/1Escolha múltipla
Exame, 2023/24 (época de recurso)
A interface de rede eth0 de um computador tem uma fila G/G/1 estável, com débito médio de chegada de pacote/s e capacidade média de pacote/s. Se o número médio de pacotes na fila for e a intensidade de tráfego for , o tempo médio que um pacote permanece no sistema é
Solução
.
A lei de Little diz que o número médio de clientes no sistema é , onde é a taxa média de chegada e o tempo médio no sistema. Isolando , obtém-se .
- . Divide pelo débito de serviço em vez do de chegada.
- . Dá , o tempo médio de serviço.
- . Pela lei de Little, .
- . Não tem unidades de tempo.
Camada de rede: IP, sub-redes e NAT
Encaminhamento por longest prefix matchAutoavaliação
Exame, 2023/24 (época normal)
Considere um router Linux com a tabela de encaminhamento
| Destino | Gateway | Máscara | Interface |
|---|---|---|---|
| 192.168.1.0 | 172.16.10.1 | 255.255.255.128 | eth0 |
| 192.168.1.128 | 172.16.10.2 | 255.255.255.128 | eth0 |
| 10.0.0.0 | 0.0.0.0 | 255.255.255.0 | eth1 |
| 172.16.0.0 | 0.0.0.0 | 255.255.0.0 | eth0 |
| 0.0.0.0 | 172.16.10.3 | 0.0.0.0 | eth0 |
Se este router receber um pacote com endereço IP de destino 10.1.2.3, qual é o endereço IP do vizinho para o qual encaminha o pacote? (use a notação a.b.c.d)
Solução
O pacote é encaminhado para 172.16.10.3.
O destino 10.1.2.3 não pertence a 10.0.0.0/24 (máscara 255.255.255.0), nem a nenhuma outra rota específica. Aplicando longest prefix match, a única entrada que casa é a rota por omissão 0.0.0.0/0, cujo gateway é 172.16.10.3.
Confere a tua resposta:
- A resposta indica que 10.1.2.3 não casa com 10.0.0.0/24.
- A resposta indica o gateway 172.16.10.3 (rota por omissão).
Número máximo de sub-redes para 35 terminais cadaValor
Exame, 2023/24 (época normal)
Pretende-se dividir a sub-rede à qual a interface eth1 está ligada (10.0.0.0/24) em sub-redes mais pequenas, para ligar 35 terminais a cada uma. Qual é o número máximo de sub-redes que se pode obter?
Solução
Podem obter-se no máximo 4 sub-redes.
Cada sub-rede precisa de pelo menos 35 endereços utilizáveis, logo precisa de 64 endereços no total (), ou seja, uma máscara /26 (62 utilizáveis). O bloco 10.0.0.0/24 comporta sub-redes /26.
Atribuição VLSM da LAN do SW3Autoavaliação
Exame, 2023/24 (época de recurso)
Uma empresa tem a rede da figura, com dois routers (R1, R2) e três switches Ethernet (SW1, SW2, SW3). Adquiriu o bloco de endereços públicos 20.20.20.0/25 para fazer subnetting e atribuir endereços às LANs de cada switch. Considerando os endereços já atribuídos às LAN do SW1 e do SW2 e querendo o maior número possível de terminais na LAN do SW3, qual é o endereço de rede e o comprimento de prefixo a atribuir à LAN do SW3? (use o formato a.b.c.d/n)
Solução
A LAN do SW3 deve ficar com 20.20.20.64/26.
Para maximizar os terminais usa-se o maior bloco livre dentro de 20.20.20.0/25, ou seja /26 com 62 endereços utilizáveis. Os blocos 20.20.20.0/26 e 20.20.20.32/27 já estão atribuídos às outras LANs, pelo que o primeiro bloco /26 livre é 20.20.20.64/26.
Confere a tua resposta:
- A resposta escolhe a máscara /26 (62 endereços utilizáveis).
- A resposta indica a rede 20.20.20.64/26.
Endereços IP vistos pelo servidor com NATAutoavaliação
Exame, 2023/24 (época de recurso)
Na rede da figura, com dois routers (R1, R2) e três switches, configura-se NAT na interface eth2 de R2. Se o terminal H1 enviar um pacote ao servidor web, quando esse pacote é recebido pelo servidor, os endereços de origem e destino no cabeçalho IP são, respetivamente (use a notação a.b.c.d,w.x.y.z sem espaços; o endereço público de eth2 é 210.1.2.3 e o do servidor é 100.50.20.15)
Solução
Origem 210.1.2.3 e destino 100.50.20.15.
O NAT reescreve o endereço de origem privado de H1 pelo endereço público da interface eth2 de R2 (210.1.2.3), mudando também a porta de origem. O endereço de destino não é alterado: o servidor recebe o pacote dirigido a 100.50.20.15.
Confere a tua resposta:
- A resposta indica o endereço de origem 210.1.2.3.
- A resposta indica o endereço de destino 100.50.20.15.
Transporte e aplicações
Janela de congestionamento do TCP após timeoutEscolha múltipla
Exame, 2023/24 (época normal)
No TCP, quando ocorre um timeout,
Solução
O emissor reduz a janela de congestionamento para um segmento (MSS).
Um timeout é sinal de congestionamento grave: o emissor fixa MSS, guarda metade da janela anterior como novo limiar () e volta à fase de slow start.
- o emissor reduz a janela de congestionamento para um segmento (MSS). Além disso, o limiar passa a metade da janela anterior.
- o recetor reduz a janela anunciada para um segmento (MSS). A janela anunciada é de fluxo, controlada pelo recetor.
- o recetor reduz a janela anunciada para metade. Nada no recetor muda por causa do timeout.
- o emissor reduz a janela de congestionamento para metade. Isso acontece na perda detetada por triplo ACK duplicado.
Significado do campo Acknowledgement Number do TCPEscolha múltipla
Exame, 2023/24 (época normal)
Nas confirmações (ACK) do TCP, o campo Acknowledgement Number indica
Solução
É o número de sequência do próximo byte esperado em ordem.
O TCP numera bytes, não segmentos. O Acknowledgement Number confirma a receção correta de todos os bytes até e indica que o próximo byte esperado é o .
- o número de sequência do próximo byte que o recetor espera receber em ordem. O ACK é cumulativo e confirma todos os bytes até esse número, exclusive.
- o número do próximo segmento que o recetor espera receber em ordem. O TCP confirma bytes, não segmentos.
- o número do último segmento recebido sem erros. O ACK não identifica segmentos, mas bytes.
- o checksum do último segmento recebido sem erros. O checksum é outro campo do cabeçalho.
Transição de slow start para congestion avoidanceEscolha múltipla
Exame, 2023/24 (época de recurso)
No TCP, o controlo de congestionamento passa da fase de slow start para a fase de congestion avoidance quando
Solução
A transição ocorre quando atinge/ultrapassa o limiar .
Em slow start, duplica a cada RTT. Quando , o crescimento passa a ser linear (um MSS por RTT), que é a fase de congestion avoidance.
- é detetada uma perda por triplo ACK duplicado. Nesse caso passa diretamente a congestion avoidance, mas sem passar pelo limiar.
- é recebido um segmento com número de sequência diferente do esperado. Isso provoca ACKs duplicados, não a transição de fase.
- é detetada uma perda por timeout. Nesse caso volta ao slow start com janela de 1 MSS.
- o tamanho da janela de congestionamento ultrapassa o limiar (ssthresh). Em slow start a janela cresce exponencialmente até .