RN&A MusterklausurWS15 (PDF)

Prof. Dr. W. Schmitt | Rechnernetze & Anwendungen

29. Januar 2016

Musterklausur
Termin: xx. yy. zz

Name: ...............................................

Matr. Nr.:...................................

Studiengang1: Inf.Bachelor
Med.Inf.
Unterschrift: ..............................................................
Bioinf.

Vorname: ..........................................

Aufgabe

erreichbare Punkte

A1

24

A2

20

A3

27

A4

31

A5

11

A6

17

A7

20

A8

20

A9

10

Summe

O
O
O

erreichte Punkte

180

Beachten Sie:
• Bitte tragen Sie die Lösungen in die Aufgaben- bzw. die beigefügten Lösungsblätter ein!
Lösungen auf anderen Papieren werden nicht bewertet.
• Die angegebenen Punkte sind vorläufige Richtwerte, die gegebenenfalls geringfügig verändert werden können.
• Hilfsmittel: 1 Blatt (Größe DIN A4) mit handschriftlichen Notizen, Taschenrechner.
• Die Benutzung von Geräten mit Netzanbindung (Handy, Smartphone, …) ist nicht erlaubt!
• Zeit: 90 Minuten
Note:.........
1

Zutreffendes bitte ankreuzen

2

Aufgabe 1

(24 Pkte.)

Eine digitale Verbindungsleitung im Festnetz eines Netzbetreibers hat die folgenden Übertragungsparameter:
Länge der Übertragungsstrecke
Bitrate
Verkürzungsfaktor:
Bitfehlerwahrscheinlichkeit

s = 36,9 km
v = 34 Mbit/s
cr = 0,82
pb = 10-7.

Die mittlere Länge der übertragenen Datenrahmens sei ld = 1275 Oktett. Die Lichtgeschwindigkeit im
Vakuum beträgt c0 = 3⋅108 m/s.
a) Wie groß ist die Signallaufzeit τ der Übertragungsstrecke und wie groß ist die Übertragungsdauer
Tdt eines Datenrahmens mittlerer Länge?
6 Pkte.
b) Mit welcher Wahrscheinlichkeit ist ein Datenrahmen mittlerer Länge gestört? Wie oft muss er im
Mittel übertragen werden?
5 Pkte.
c) Zur Fehlerbehandlung werde zunächst das ARQ-Verfahren Stop-And-Wait betrachtet.
c1) Berechnen Sie die Kanalausnutzung ρ ! Dabei sind für Datenrahmen die Bearbeitungsdauer
(Tdp) und für Empfangsbestätigungen die Übertragungs- (Tat) und Bearbeitungsdauer (Tap) zu
vernachlässigen.
5 Pkte.
c2) Welcher Wert ist für die Timeout-Zeit des Timers T1 zum Überwachen der Quittungen im
Sender mindestens einzustellen, wenn für die vernachlässigten Zeiten insgesamt eine Reserve
von 10% vorgesehen wird?
4 Pkte.
d) Abschließend werde das ARQ-Verfahrens Selective Repeat betrachtet. Wie groß muss das Sendefenster mindestens sein, damit die maximal mögliche Kanalauslastung erzielt wird, und wie groß
ist für diesen Wert die Kanalauslastung?
4 Pkte.
Begründen Sie Ihre Antworten!
Lösung:

TH Mittelhessen | FB MNI | Prof. Dr. W. Schmitt | Prüfung: Rechnernetze und ihre Anwendungen | WS14

3

Lösung Aufg. 1 (Fortsetzung):

TH Mittelhessen | FB MNI | Prof. Dr. W. Schmitt | Prüfung: Rechnernetze und ihre Anwendungen | WS14

4

Aufgabe 2

(20 Pkte.)

Es wird eine Datenübertragung im Vollduplex-Betrieb zwischen zwei Stationen A und B betrachtet,
bei der zur Datenflusssteuerung und Fehlerbehandlung ein Schiebefensterprotokoll mit Folgenummernsteuerung verwendet wird. Jede Station hat einen Sendefolgezähler V(S), einen Empfangsfolgezähler V(R) und einen Quittungszähler V(A). Quittungen können durch Angabe von N(R) in Datenblöcken übertragen werden (Piggybacking).
a) Das folgende Bild zeigt die Lage des Sendefensters in Station A.

...

2

3

4

5

6

7

0

1

2

3

4

5

6

7

0

...

Von A gesendete, aber von B noch nicht quittierte Datenpakete

Geben Sie für die Station A die aktuellen Werte der folgenden Größen an: Modulus, Größe des
Sendefensters, Größe des momentanen Sendefensters, Quittungszähler, Sendefolgezähler.
7 Pkte.
Lösung a)
Modulus:

M=

……..

Größe des Sendefensters:

WS =

……..

Größe des momentanen Sendefensters: WSm = ……..
Quittungszähler:

V(A) = ……..

Sendefolgezähler:

V(S) = ……..

b) Das Empfangsfenster habe die Größe WR = 3. Der Empfangsfolgezähler in Station A hat den Wert
V(R) = 6. Skizzieren Sie die Lage des Empfangsfensters in Station A auf der modularen Zahlengeraden.
3 Pkte.
Lösung b)
Lage des Empfangsfensters in Station A:

...

2

3

4

5

6

7

0

1

2

3

4

5

6

7

0

1

...

c) In Station A werde nun die folgende Situation betrachtet:
• Für das Sendefenster gilt der in Teilaufgabe a) beschriebene Zustand.
• Für den Empfänger sei angenommen, dass er einen von Station B gesendeten Datenrahmen mit
der Sendefolgenummer N(S) = 6 fehlerfrei empfangen hat.
Station A empfängt nun von Station B einen weiteren Datenrahmen mit N(R) = 7 und N(S) = 0.

TH Mittelhessen | FB MNI | Prof. Dr. W. Schmitt | Prüfung: Rechnernetze und ihre Anwendungen | WS14

5

Skizzieren Sie den Zustand von Sende und Empfangsfenster in Station A jeweils in einem Kreisdiagramm. Geben Sie auch die Werte für die Zähler V(A), V(S) und V(R) in Station A an.
10 Pkte.
Lösung b)
Kreisdiagramm Sendefenster:

Kreisdiagramm Empfangsfenster:

TH Mittelhessen | FB MNI | Prof. Dr. W. Schmitt | Prüfung: Rechnernetze und ihre Anwendungen | WS14

6

Aufgabe 3

(27 Pkte.)

Gegeben ist die folgende Netzwerkkonfiguration, bei der in den Teilnetzen das Verfahren der klassenlosen Adressierung angewendet wird.

LAN 2: 10.160.30.128/25

LAN 1: 172.25.1.0/24

172.25.1.20

H11

172.25.1.1

10.160.30.129

10.160.30.140

G1

G2

H21

192.168.12.2

192.168.12.3

...

LAN 3: 192.168.12.0/22

192.168.12.1

192.168.12.10

G3

H31

192.168.12.4

10.2.45.10

G4

H41

...

10.2.45.1
172.90.48.1

Internet

a) Klassifizieren Sie die IP-Adressen in öffentlich und privat!

2 Pkte.

Lösung a)
Öffentlich: ……………………………………………………………………………………….…….
Privat:

……………………………………………………………………………………………..

b) Vervollständigen Sie die unten stehende Routing-Tabelle für den Rechner H31.
Nr. Empfänger-Adresse
1

172.25.1.0

2

10.160.30.128

3

192.168.12.0

4

192.168.12.4

5

10.160.30.140

6

10.2.45.10

7

0.0.0.0

...

…

Subnetzmaske

Gateway-Adresse

TH Mittelhessen | FB MNI | Prof. Dr. W. Schmitt | Prüfung: Rechnernetze und ihre Anwendungen | WS14

21 Pkte.
Flag

7

c) Ein Anwendungsprogramm im Rechner H31 generiert ein Datagramm mit der Empfängeradresse
172.25.1.20. Welcher Eintrag der Routing-Tabelle ist für die Weiterleitung dieses Datagramms
maßgebend. Begründen Sie Ihre Antwort mit einer kurzen Rechnung!
4 Pkte.
Lösung c)

TH Mittelhessen | FB MNI | Prof. Dr. W. Schmitt | Prüfung: Rechnernetze und ihre Anwendungen | WS14

8

Aufgabe 4

(31 Pkte.)

In einem Unternehmen soll für drei Abteilungen je ein eigenes Kommunikationnetz eingerichtet werden, wobei die folgende Mindestausstattung vorgesehen ist:
Teilnetz A1: 90 PCs, 4 Drucker, 2 Kopierer
Teilnetz A2: 58 PCs, 3 Drucker, 1 CAD-Server
Teilnetz A3: 40 PCs, 2 Drucker, 1 Kopierer.
Jedes Teilnetz ist über einen eigenen Router erreichbar. Es sollen IPv4-Adressen verwendet werden.
a) Berechnen Sie die Mindestanzahl der für jedes Teilnetz benötigten Unicastadressen. Wieviele Bits
sind jeweils für die Hostadressierung einzuplanen.
7 Pkte.
Lösung a)

TH Mittelhessen | FB MNI | Prof. Dr. W. Schmitt | Prüfung: Rechnernetze und ihre Anwendungen | WS14

9

b) Für die Vernetzung steht der durch 132.16.140.128/22 definierte Adressblock zur Verfügung. Legen Sie geeignete Adressbereiche und Subnetzmasken (Dezimal- und CIDR-Notation) für die Teilnetze fest und tragen Sie die Werte in die unten stehende Tabelle ein.
24 Pkte.

niedrigste
Rechneradresse

höchste
Rechneradresse

Subnetz-/
Broadcastadresse

A1
A2
A3

TH Mittelhessen | FB MNI | Prof. Dr. W. Schmitt | Prüfung: Rechnernetze und ihre Anwendungen | WS14

Subnetzmaske/
CIDR-Notation