Mi solución al examen de ARC2 de septiembre 2007 (Problema 1)

PROBLEMA 1

En la figura 1 se representa una red IP [1], compuesta por segmentos 802.3/100baseTX [2] interconectados mediante diferentes dispositivos de interconexión, a lo que se desea conectar, a través del puerto 3 del switch 2, el BSS 802.11 [3] que aparece en la figura 2. Suponga que:

• Los parámetros del BSS se pueden modificar si es necesario [4]
  
• Cada dominio de broadcast es una red IP [5]
  
• Todos los dispositivos con capa Internet están perfectamente configurados para la red IP a la que pertenecen, y conocen las direcciones IP del resto de PCs [6]
  
• No se ha producido ningún tráfico en la red [7]
  
• Es posible el intercambio de datagramas entre cualquier PC que aparece en la red [8]
  
• En 802.3 el campo longitud/tipo significa tipo [9]

Se pide:

a) Justifique de manera razonada cómo se haría el direccionamiento lógico a nivel 2 [10] y que parámetros se usarían en el BSS si para conectarlo se sustituye el dispositivo X:
i) directamente por el punto de acceso de la figura 2 [11]
ii) por un router con dos interfaces 802.3 [12]

b) Suponga que para conectar el BSS de la figura 2 se sustituye el dispositivo X por un router con dos interfaces: una 802.3 y otra 802.11. Si un protocolo de aplicación cliente instalado en el PC C desea enviar 2300 bytes de datos mediante UDP al protocolo de aplicación servidor instalado en el PC A. Responda de manera justificada. (Nota: la PCI de UDP es 8 bytes + la PCI del protocolo de aplicación son 4 bytes. Las A_PDUs que envía el protocolo de aplicación son del tamaño máximo posible)
i) ¿Cuántas UDP_PDUs recibirá el PC A?
ii) ¿Recibirá las mismas UDP_PDUs si el destino es PC M? ¿Por qué?

COMENTARIOS AL PROBLEMA 1

[1] Red cuyo protocolo para el nivel de red es IP y por tanto usa TCP/IP como arquitectura.

[2] Protocolo IEEE 802.3 aplicado sobre los niveles físico y MAC para las DTEs y DCEs de la red. La velocidad en la red es de 100 Mbps en banda base con par trenzado. Además se usan dos enlaces físicos: uno para recibir y otro para transmitir.

[3] Es una infraestructura BSS con un punto de acceso que funciona como un puente y un conjunto de clientes. El punto de acceso requiere que los clientes se asocien previamente con él y sólo reenvía una trama si ésta va dirigida a algún cliente registrado en el BSS.

[4] El parámetro más relevante en este contexto que se puede modificar es …

[5] Esto es lo normal y así se hace explícito. No obstante, las estaciones pueden configurarse adrede para pertenecer a otras redes IP dentro del mismo dominio de broadcast, aunque esto no es lo normal.

[6] Ello significa que cada dispositivo con nivel 3 tiene configurada su dirección IP, dirección de red a la que pertenece, máscara de subred y dirección IP del router por defecto. Además, tiene en su tabla de encaminamiento las direcciones IP de los dispositivos con nivel 3 que se encuentran en su misma subred.

[7] Eso implica que las tablas de direccionamiento de los dispositivos con nivel 2 se encuentran vacías; y que las cachés ARP de las estaciones también lo están.

[8] No existe obstáculo para que dos PCs cualesquiera puedan intercambiarse datagramas.

[9] Si el valor del campo longitud/tipo es menor a 1536, indica longitud (aunque la longitud nunca será mayor que 1500). Es decir, el número de bytes de datos que siguen a este campo. En este caso, la subcapa LLC provee la identificación del protocolo. Por el contrario, si el valor es mayor o igual a 1536, indica Tipo, es decir, el tipo de protocolo que decodifica los datos.

[10] El direccionamiento lógico a nivel 2 parece que es la forma de distinguir mediante distintos números (direcciones) los protocolos que puedan ir por encima del nivel MAC. Por ejemplo, el nivel LLC ó bien IP. Parece que hay tres formas diferentes de realizar este mecanismo de direccionamiento lógico: 1-Mediante LLC y DSAP/SSAP; 2-Mediante Ethertype (campo long/tipo=tipo (el nivel MAC distingue el protocolo superior); 3-No recuerdo (algo relacionado con SNAP).

[11] El BSS se conecta directamente a un switch mediante un enlace 802.3.

[12] El BSS se conecta a un router mediante un enlace 802.3.

RESPUESTAS PROBLEMA 1 (Son sólo mis respuestas, quizás no sean correctas)

a.i) Como el dispositivo al que se conecta el BSS es de nivel 2 (un switch), debe usarse el mecanismo de direccionamiento lógico basado en el nivel MAC; es decir, el campo longitud/tipo indica tipo (Ethertype); y por encima de este nivel (MAC) se encuentra IP. Esto debe ser así porque el nivel más alto del switch es el nivel MAC, y no se puede dejar al nivel LLC con SNAP hacer el trabajo del direccionamiento.

a.ii) Al tratarse el dispositivo al que se conecta el BSS de nivel 3 (un router), se puede usar cualquiera de los tres mecanismos.

b.i) Recibirá una sola UDP_PDU, quien fragmenta los datos es el nivel de red, luego para el nivel UDP es transparente esta fragmentación. De cualquier modo, en este caso, al ser la comunicación con 802.11 y la MTU es 2312 bytes. Además, el datagrama enviado son 2300 bytes de datos más 32+X bytes de cabeceras (4 bytes del nivel de aplicación, 8 de UDP, 20 bytes de IP y X bytes de MAC 802.11). Con lo cual, sí habrá una fragmentación del datagrama, aunque, insisto, el destino sólo recibe una UDP_PDU.

b.ii) El destino PC_M recibe las mismas UDP_PDU. Esto es así por el mismo motivo que en el apartado anterior: para el nivel UDP la fragmentación de datagramas es transparente. Evidentemente los datagramas se fragmentarán y se reensamblarán en el destino; además que se está cruzando redes de distinta tecnología (802.11 y 802.3) con diferente MTU.