PAC 1 d l'asignatura de Xarxes Multimèdia del Grau Multimèdia de la UOC

1. Grau de Multimèdia
Estudis d'Informàtica, Multimèdia i Telecomunicacions
Xarxes multimèdia
Prova d'avaluació contínua (PAC) 1
PAQUITA RIBAS TUR
 El present qüestionari correspon als continguts dels mòduls:
1. Conceptes de xarxes de computadors
Conceptes de xarxes i comunicacions en Internet
Què és Internet i què és un protocol
Maquinari de xarxa
Dispositius de xarxa
Programari de xarxa
Jerarquia de protocols i encapçalament
Interfícies i serveis
Models de referència
Breu història de les comunicacions
2. Les capes de la xarxa de computadors
El nivell de transport
El nivell de xarxa
 Cal lliurar la solució en un fitxer Word, Writer d'OpenOffice, PDF o RTF dins la bústia
Lliurament i registre d’AC.
 La data límit de lliurament és el: 20 de març de 2013 fins a les 24 hores.
Les respostes s’han d'escriure en color blau.
1. Presenteu i descriviu breument les quatre capes del model TCP/IP, contrastant-les amb les
set capes del model OSI. Quines considereu que són les raons mes destacables per les
quals TCP/IP s'ha convertit en el model d'interconnexió de xarxes més estès?
Capes del model OSI
- 7-Capa d’aplicació – Serveis de xarxa a aplicacions.
o Ofereix la possibilitat d’accedir als serveis de les altres capes.
o Defineix els protocols que utilitzen les aplicacions per a intercanviar dades.
- 6-Capa de presentació – Representació de les dades.
PAC 1. Xarxes multimèdia 2n semestre curs 2012/13

2. o S’encarrega de la representació de la informació perquè les dades arribin de
manera que els equips finals les reconeguin. Es treballa amb la semàntica i la
sintaxi de les dades transmeses.
- 5-Capa de sessió – Comunicació entre els dispositius de la xarxa.
o S’encarrega de mantenir i controlar l’enllaç establert entre dos ordinadors que
s’estan transmetent dades, reprenent-les en el cas d’interrupció. Aquest servei
és prescindible.
- 4-Capa de transport – Connexió de cap a cap i fiabilitat de les dades.
o Efectua el transport de les dades des de la màquina d’origen a la de destí,
independentment del tipus de xarxa física que s’estigui utilitzant.
- 3-Capa de Xarxa – Determinació de la ruta i de la IP.
o Fa que les dades arribin de l’origen al seu destí.
o Els dispositius que faciliten la tasca són els encaminadors o routers.
- 2-Capa d’enllaç de dades – Adreçament físic (MAC i LLC).
o Topologia de la xarxa.
o Detecció d’errors.
o Distribució ordenada de paquets i control de flux.
o Creació de protocols (MAC, IP).
o El dispositiu que utilitza la capa d’enllaç és el Switch, que s’encarrega de rebre
les dades del router i enviar-les als seus respectius destinataris.
- 1-Capa física – Senyal i transmissió binaria.
o Defineix el medi físic per on viatjarà la comunicació.
o Defineix les característiques dels materials i elèctriques que s’usaran en la
transmissió.
o Defineix les característiques funcionals de la interfície.
o Transmet el flux de bits.
o Maneja els senyals elèctrics del medi de transmissió.
o Garanteix la connexió.
Capes del model TCP/IP
- 1-Capa d’interfície de xarxa
o Accés al medi
o Equival a la capa 2 (Enllaç de dades) i la capa 1 (Física) del model OSI.
- 2-Capa de xarxa o Internet
o Equival a la capa 3 (capa de xarxa) del model OSI
- 3-Capa de transport
o S’encarrega de proveir la comunicació extrema extrem entre diferents
amfitrions.
o Equival a la capa 4 (capa de transport) del model OSI
- 4-Capa d’aplicació
PAC 1. Xarxes multimèdia 2n semestre curs 2012/13

3. o Maneja el aspectes de representació, codificació i control de diàleg.
o Equivalen a les capes 5 (sessió), 6 (representació) i 7 (aplicació) del model
OSI.
Raons per les quals TCP/IP s’ha convertit en el model d’interconnexió de xarxes més
estès
- OSI va aparèixer tard. En l’època que va sortir TCP/IP ja es feia servir profusament
- OSI és una arquitectura complexa, que repeteix en diferents capes les mateixes
funcions. En canvi TCP/IP és una arquitectura més simple, ja que primer es van
especificar els protocols i després es va definir el model.
- OSI es va basar en productes dolents. Com hi havia poca demanda les empreses
van posar uns preus molt alts per a recuperar les inversions. El TCP/IP va ser
incorporat a UNIX, funcionava molt bé i era gratuït.
- OSI era considerat un invent de l’Administració per a controlar les
telecomunicacions. El TCP/IP estava fora de tota sospita de parcialitat perquè era vist
com part d’UNIX.
2. Quin tipus de problema resol la commutació de paquets amb circuit virtual? Com
funciona?
Un dels problemes principal que soluciona la commutació de paquets és l’exclusivitat de
recursos que té la commutació de circuits.
- En la commutació de circuits primer estableix el circuit d’un node a l’altre i verifica que
hi hagi prou recursos per a establir la connexió. Una vegada que es té tota la
informació de circuit es comença la transferència de dades. Això significa que els
recursos estan reservats i no poden ser utilitzats per cap altra estació, encara que no hi
hagin passat dades pel circuit.
- En la commutació de paquets es creen connexions de manera simultània sense
reserva de recursos.
L’altre problema que soluciona la commutació de paquets és la velocitat de la comunicació
en la transferència.
- En la commutació de circuits es necessita que tots els nodes de la comunicació
treballin a la mateixa velocitat.
- La commutació de paquets permet la interconnexió de terminals amb diferents
velocitats. Això és perquè s’utilitzen les cues de recepció i les cues de transmissió. El
node de commutació és actiu: processarà tots els paquets que arribin a les cues
d’entrada i els col·locarà a la cua de sortida de la interfície corresponent per a ser
enviats.
PAC 1. Xarxes multimèdia 2n semestre curs 2012/13

4. 3. Quines són les diferències entre un encaminador (o router) i un pont de xarxa (o
bridge)?
El bridge és un dispositiu d’interconnexió de xarxes d’ordinadors. Connecta segments
de xarxa formant una sola subxarxa i permet la connexió d’equips sense necessitat de
router.
El router interconnecta subxarxes. Envia o encamina paquets de dades d’una xarxa a
una altra.
Tant el bridge com el router són dispositius que s’utilitzen per a encaminar dades, però ho
fan de diferent manera. El bridge opera en la capa 2 (nivell d’enllaç de dades) del model
OSI (Open Systems Interconnection, Interconnexió de sistemes oberts) mentre que el
router ho fa en la capa 3 (nivell de xarxa). Això vol dir que el primer pren les decisions en
base a la direcció MAC i el segon ho fa a partir d’una direcció IP.
Una xarxa es pot dissenyar ajuntant varis segments mitjançant un bridge o dividir-la en
subxarxes i interconnectar-la mitjançant routers. En el cas dels routers, si un equip es mou
físicament a una altra subxarxa, s’haurà de canviar l’IP per a tenir connexió. Amb els
bridges no faria falta re-configurar res.
4. Quina és la diferència entre un servei confirmat i un servei no confirmat? Per a
cadascun dels següents casos, indiqueu si podria ser un servei confirmat, no confirmat,
d'ambdós tipus o de cap tipus.
En els serveis confirmats l’entitat remota ha de donar el vistiplau a l’establiment de la
connexió, i en els no confirmats no és necessari.
a) Establiment de connexió. – Servei confirmat
b) Transmissió de dades. – Servei confirmat, servei no confirmat
c) Alliberament de connexió. – Servei no confirmat
5. Destaqueu i descriviu dues dates rellevants de la història de les comunicacions. A més
per a cada data aportareu algun enllaç web, de font contrastada, que complementi la
informació facilitada. Aquesta pregunta l'haureu de respondre en el fòrum de l'aula per
compartir-la amb la resta de companys/as de l'aula (carpeta dates_rellevants). Com a
resposta, dins d’aquesta pregunta, presentareu una captura de pantalla amb la vostra
aportació al fòrum.
- El Memex – Creat per Vannevar Bush en 1945. És un dispositiu mecànic
d’emmagatzematge d’arxius, llibres i enregistraments, que era capaç de localitzar
informació d’una base de dades. Va sorgir a rel de la necessitat de gestionar l’extensa
literatura científica. Constitueix l’inici de l’Hipertext.
http://memexsim.sourceforge.net/
PAC 1. Xarxes multimèdia 2n semestre curs 2012/13

5. - La primera webcam, 1991 – La va inventar Quentin Stafford-Fraser, un informàtic de
la Universitat de Cambridge. Fart de fer viatges a la cafetera i descobrir que ja no hi
havia cafè si li va ocórrer connectar una videocàmera a un ordinador mitjançant una
targeta de vídeo. La càmera transferia la imatge de la cafetera en escala de grisos a
l’equip. El projecte va ser anomenat The Trojan Room Coffee Pot, perquè la sala on
hi havia la cafetera era la Sala de Troia.
http://ca.wikipedia.org/wiki/Quentin_Stafford-Fraser
PUBLICAT AL FÒRUM EL 16/02/2013 a les11:34
6. Donades les adreces IP de la següent taula, numereu les xarxes: 1,2,... de manera que si
dues adreces IP són d'ordinadors de la mateixa xarxa, tinguin el mateix número assignat.
Presenteu la classe de cadascuna d'aquestes xarxes (A, B, C,...), detallant quants
ordinadors pot tenir com a màxim cada xarxa (dependrà del tipus de xarxa). A més, per a
cada adreça IP de la taula, heu d'indicar quina és l'adreça de xarxa, l'adreça del host i
l'adreça de broadcast de la xarxa.
Número
màxim
d'ordinador
Adreça de Adreça de
Xarxa Adreça IP Classe s que pot Adreça del host
xarxa broadcast
tenir
aquesta
xarxa
1 154.13.24.67 B 65.536 154.13.0.0 0.0.24.67 154.13.255.255
2 88.126.102.103 A 16.777.216 88.0.0.0 0.126.102.103 88.255.255.255
3 195.184.160.140 C 256 195.184.160.0 0.0.0.140 195.184.160.255
3 195.184.160.142 C 256 195.184.160.0 0.0.0.142 195.184.160.255
4 220.125.222.21 C 256 220.125.222.0 0.0.0.21 220.125.222.255
5 156.11.75.213 B 65.536 156.11.0.0 0.0.75.213 156.11.255.255
7-Quines són les diferències entre els protocols de la capa de transport: UDP i TCP, pel que fa
al seu funcionament? Quins són els controls que realitza TCP que donen fiabilitat a l’aplicació?
- UDP (User Datagram Protocol)
o No orientat a la connexió
o No proporciona control d’errors ni de flux. Això vol dir que els paquets
poden avançar-se els uns dels altres i que tampoc verifica que el missatge hagi
arribat correctament.
o No reordena la informació en el cas que es desordenin els paquets.
o Es basa en l’intercanvi de datagrames.
PAC 1. Xarxes multimèdia 2n semestre curs 2012/13

6. o Permet l’enviament de datagrames a través de la xarxa sense que s’hagi
establert prèviament una connexió, ja el propi datagrama incorpora suficient
informació en la seva capçalera.
o Utilitza multiplexatge de processos sobre una mateixa connexió de xarxa
o Ideal per a aplicacions que requereixen pocs retards, com en la transmissió
d’àudio i vídeo en temps real o en aplicacions en què no importi la pèrdua de
paquets.
- TCP (Transmission Control Protocol)
o Orientat a la connexió fiable del nivell de transport.
o És el protocol més complex de la pila de protocols d’Internet.
o És un protocol extrem a extrem dúplex
o Garanteix el lliurament de tota la informació en el mateix ordre en què ha
estat tramesa per l’aplicació d’origen.
o Genera segments de mida òptima (màximum segment size- MSS)
o Utilitza multiplexatge de processos sobre una mateixa connexió de xarxa,
mitjançant l’ús de ports.
o Proporciona control d’errors, de flux y de congestió, de manera que evita
que es puguin perdre paquets per saturació. Evita col·lapses.
L’UDP no garanteix el lliurament de la informació que li proporciona una aplicació, ja que aporta
un servei de datagrames no fiable. Tampoc no reordena la informació en cas que arribi en un
ordre diferent a l’ordre que s’ha tramés, cosa que sí fa TCP. TCP afegeix les funcions
necessàries que permeten que la comunicació entre dos sistemes s’efectuï lliure d’errors,
sense pèrdues i amb seguretat.
8. Quines són les diferències entre els dos models de serveis de xarxa: model de circuit
virtual i el model de datagrama? Quin d’ells fa un ús més eficient dels recursos? Justifica-ho.
- Model de circuit virtual
o Consta de les següents fases:
 Establiment del circuit virtual. S’inicia a la capa de l’emissor amb
l’adreça del receptor. L’emissor envia un datagrama de creació de
circuit. Cada node intermedi reserva els recursos de manera fins a
arribar a la destinació. Si no queden recursos disponibles per a tot el
circuit, el node denegarà la creació d’aquest.
 Transferència de dades – Si s’estableix el circuit virtual de forma
satisfactòria es començarà la transferència de dades entre dos punts.
 Desconnexió del circuit que pot ser iniciada tant per l’emissor com pel
receptor.
PAC 1. Xarxes multimèdia 2n semestre curs 2012/13

7. o Els nodes intermedis saben des del primer moment el camí pel qual s’ha
d’enviar la informació. Això permet accelerar l’enviament, ja que el
processament intermedi és mínim.
o Aquest model de xarxa s’utilitza per a serveis en temps real (multimèdia).
- Model de datagrama o commutació de paquets
o El paquet s’envia directament a la xarxa amb una adreça d’origen i una de
destinació.
o Són els encaminadors mitjançant les taules d’encaminament els que fan arribar
el paquet a destí.
o En un encaminador poden arribar datagrames de diferents destinacions i, a la
vegada, els datagrames poden seguir camins diferents. Això fa el els paquets
puguin arribar desordenats.
o És el model més actualitzat, principalment perquè l’utilitza el protocol de xarxa
d’Internet (IP).
Enviar informació a través d’un circuit virtual implica prèviament establir un camí i reservar
recursos. Normalment se’n solen reservar més del que es consideren necessaris
(overprovisioning) fet que porta a un sistema menys eficient en termes de recursos.
Per altra banda, el model de datagrama fa una utilització dels recursos més eficient, ja que
envia els paquets directament sense traçar el camí previ i sense fer cap pre-reserva. La xarxa
enviarà la informació tant ràpid com pugui sempre que hi hagi recursos disponibles.
9. Quines són les diferències més rellevants entre els protocols IPv4 i IPv6?
IPv4 és un protocol d’intercanvi d’informació amb el model no orientat a connexió. Proposat el
1981, actualment és el protocol utilitzat a Internet. IPv4 defineix quina informació de control i
quin format han de tenir els paquets que s’envien a la xarxa. Defineix una capçalera que
serveix per a poder identificar els paquets. Utilitza la fragmentació, ja que no totes les xarxes
suporten la mateixa mida de paquets. Quan es divideix un datagrama IP, es replica la
capçalera IP per a cada fragment, així tots els fragments pertanyen al mateix datagrama, ja que
tenen el mateix identificador.
IPv4 té una quantitat d’adreces disponibles molt gran (4.294.967.296). Quan es va dissenyar
IPv4 es creia que aquest gran nombre d’adreces seria suficient per a poder aguantar el gran
creixement d’Internet. Internet va entrar en funcionament el 1969 amb ARPANET, projecte
subvencionat pels Estats Units. Quan Internet es va desplegar a la xarxa comercial, els Estats
Units es van adjudicar una gran quantitat d’adreces de classe A, i van deixar altres països de
més població amb menys adreces.
En un primer moment es va dissenyar el NAT (Network address translation), que permet
utilitzar adreces privades per a accedir a la xarxa amb una sola IP pública. Però l’aparició d’una
gran quantitat de dispositius mòbils els darrers anys va fer evident que IPv4 era insuficient.
PAC 1. Xarxes multimèdia 2n semestre curs 2012/13

8. IPv6 soluciona el problema proposant un camp d’adreces de 128 bits en contraposició dels 32
bits de IPv4, i permet que el rang d’adreces passi de 232 a 2128; encara que IPv6 no es pot
utilitzar encara en la xarxa comercial.
També canvia la forma d’especificar les adreces. El 32 bits d’IPv4 es divideixen en 4 blocs,
escrits en notació decimal separada per punts. El IPv6 es fa amb la notació del dos punts.
Exemple d’adreça IPv4 143.45.1.23
Exemple d’adreça IPv6 2001:0DB8:000:000:0319:8A2E:0370:7348
L’assignació d’adreces IPv4 es va fer d’una manera molt anàrquica. El IPv6 té jerarquitzades
les adreces, de manera que cada país, operador o ISP disposa d’un rang concret amb un
nombre d’adreces proporcional a la seva utilització possible de la xarxa.
IPv6 té adreces d’unidestinació, de difusió i de multidestinació com IPv4, i a més també té
adreces de servei.
IPv6 inclou característiques d’autenticació i privacitat per defecte, com el protocol de xifratge de
les dades en temps real que amb IPv4 era opcional.
Un dels motius principals pels quals encara es treballa amb IPv4 és la dificultat que comporta la
migració al nou protocol, per mor de la incompatibilitat de les adreces i de les capçaleres tat
diferents entre tots dos protocols. A més, de la gran diversitat de xarxes que formen Internet, no
totes tenen suport per al nou protocol. I amb això sumem la gran problemàtica d’haver de parar
totes les xarxes per a fer la migració.
10. Definiu, en un màxim de deu línies, cadascun dels següents conceptes o termes:
ICMP – Internet Control Message Protocol (Protocol de Missatges de Control
d’Interxarxa)
És un protocol que per al seu funcionament utilitza directament el protocol IP dins de
l’arquitectura TCP/IP. La seva funció és informar de les situacions d’error en el funcionament
de la capa de xarxa, en aspectes com l’encaminament, congestió, fragmentació, etc. Indica,
per exemple, que un servei determinat no està disponible o que un router o host no pot ser
localitzat. Una de les eines més utilitzades per a poder veure si un equip està connectat a la
xarxa és el ping. Una altra eina, el traceroute, ens permet descobrir els encaminadors
intermedis entre l’origen i la destinació dels datagrames.
ARP – Address Resolution Protocol (Protocol de resolució de direccions)
Es va dissenyar específicament per a IPv4. Ajuda que la IP pugui interactuar amb les capes
inferiors de la xarxa i descobrir de manera automàtica quina és l’adreça de l’enllaç. És el
responsable de trobar la direcció de hardware que correspon a una determinada direcció IP.
Per aquest motiu s’envia un paquet (ARP request) a la direcció que difusió de la xarxa que
conté la direcció IP i s’espera la resposta (ARP reply) amb la direcció Ethernet que li
correspon. Un cop obtinguda l’adreça MAC, es construeix un paquet que té com a adreça
MAC de destinació l’obtinguda per ARP, i com a IP de destinació l’original.
NDP – Network Discovery Protocol
Es va dissenyar específicament per a IPv6. Permet descobrir els veïns que hi ha en una
xarxa local. Per aquest motiu s’envien neighbour solicitations i es reben neighbour
advertisements, però ho fa a través del trànsit multidestinació en comptes de difusió (com a
IPv4). Forma part d’un protocol més gran anomenat ICMPv6. Els nodes només reben els
anuncis en cas que vagin dirigits a ells. Això permet una reducció importat de recursos.
DHCP – Protocol de configuració de host dinàmic
PAC 1. Xarxes multimèdia 2n semestre curs 2012/13

9. No és realment un protocol de xarxa, sinó un protocol d’aplicació. L’utilitzen els dispositius
per a obtenir informació de la configuració dels paràmetres de xarxa d’un equip IPv4 de
manera automàtica. És un protocol que permet que un equip connectat a una xarxa pugui
obtenir la seva configuració de xarxa en forma dinàmica (és a dir, sense intervenció
particular). Només ha d’especificar-li a l’equip, mitjançant DHCP, que trobi una direcció IP de
manera independent.
PAC 1. Xarxes multimèdia 2n semestre curs 2012/13