Harjoitus 4 (9.-12.10.2001)

1. Stop and wait -protokolla.
   1. Miksi 1-bittinen järjestysnumero (käytössä siis numerot 0 ja 1) riittää stop and wait -protokollassa? Tutki protokollan toimintaa ja päättele sen perusteella, että useampia numeroita ei tarvita erottamaan lähetykset toisistaan.
   2. Onko myös kuittaukset ACK ja NAK numeroitava stop and wait -protokollassa? Tutki taas protokollan toimintaa eri tilanteissa ja selvitä, löytyykö tilannetta, jossa numeroimaton ACK tai NAK aiheuttaa ongelmia.

2. UDP ja TCP käyttävät yhden komplementtia tarkistussummissaan.
   1. Laske UDP-tarkistussumma seuraaville kolmelle 8-bitin sanalle: 0101 0101, 0111 0000, 1100 1100.
   2. Kuinka vastaanottaja havaitsee siirrossa tapahtuneen virheen?
   3. Onko mahdollista, että vastaanottaja ei havaitse yhden bitin virhettä (eli yhden bitin muuttumista nollasta ykköseksi tai päinvastoin)? Entä kahden tai useamman bitin virhettä?

3. Tutkitaan liukuvan ikkunan protokollien toimintaa.
   Oletetaan, että häiriöpurske tuhoaa datakehyksen D(n+1) ja edellisen kehyksen D(n) ACK-kuittauksen sekä vielä sitä seuraavan kuittauksen. Simuloi tilanteessa
   1. Go-Back-N -protokollan toimintaa,
   2. Selective Repeat -protokollan toimintaa
   3. Olisiko NAK-kuittauksen käytöstä mitään hyötyä kummankaan protokollan tilanteessa? Mitä haittaa NAK-kuittauksesta voisi olla?
   4. Onko ajastin ihan välttämätön molemmissa protokollissa?

4. Verkossa on maksimi TPDU:n koko 128 tavua, maksimi TPDU:n elinikä 30 sekuntia ja 8-bittinen järjestysnumero. Mikä on yhden yhteyden suurin mahdollinen datanopeus?

5. Hidas aloitus (slow start)
   1. Mihin hidasta aloitusta käytetään? Mitä hyötyä siitä on? Voiko siitä olla haittaa? Jos, niin missä tilanteissa?
   2. Käytetään hidasta aloitusta linjalla, jonka kiertoviive (round-trip time) on 100 ms. Linjalla ei ole ruuhkaa ja kuittaukset saapuvat ajoissa. Vastaanottajan ikkuna on 18 KB ja segmentin maksimikoko (MSS) 2 KB. Kynnysarvo (threshold) on aluksi 30 KB. Kauanko kestää, ennenkuin voidaan lähettää ensimmäinen täysi ikkunallinen?
   3. Kun täysi ikkunallinen on lähetetty, siihen ei saadakaan kuittausta ajoissa, vaan uudelleenlähetysajastin (retransmission timer) laueta. Miten lähettämistä jatketaan tämän jälkeen.

6. Sähköpostisovellus siirtää suurehkon kuvia sisältävän sähköpostin vastaanottajan postijärjestelmään TCP-protokollaa käyttäen. Oletetaan, että siirrossa ei esiinny mitään virheitä tai muita ongelmia. Selvitä, esim. kaaviokuvan avulla, mitä tällöin TCP-tasolla tapahtuu eli mitä TCP-segmenttejä, missä järjestyksessä ja milloin lähettäjän ja vastaanottajan järjestelmien välillä vaihdetaan.