[컴퓨터네트워크] 13장 연습문제

- QUSTIONS
Q13_1. Why is there no need for CSMA/CD on a full-duplex Ethernet LAN? (전이중 이더넷 LAN에서 왜 CSMA/CD가 불필요한가?
A: 전이중 이더넷에서 각 지국은 회선을 감지할 필요 없이 데이터를 전송할 수 있기 때문

Q13_2. Compare the data rates for Standard Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet,
 and 10 Gigabit Ethernet. (표준 이더넷, 고속 이더넷, 기가비트, 10기가비트 이더넷의 데이터 전송률을 비교하라.)
A: Standard Ethernet = 10Mbps, Fast Ethernet = 100Mpbs, Gigabit Ethernet = 1Gbps, 10 Gigabit Ethernet = 10Gbps.

 Q13_3. What are the common Standard Ethernet implementations? (표준 이더넷의 일반적인 구현은 무엇인가?)
A: 10Base5, 10Base2, 10Base-T, 10Base-F

 Q13_4. What are the common Fast Ethernet implementations? (고속 이더넷의 일반적인 구현은 무엇인가?
A: 100Base-TX, 100Base-FX, 100Base-T4

 Q13_5. What are the common Gigabit Ethernet implementations? (기가비트 이더넷의 일반적인 구현은 무엇인가?
A: 1000Base-SX, 1000Base-LX, 1000Base-CX, 1000Base-T4

 Q13_6. What are the common 10 Gigabit implementations? (10기가비트 이더넷의 일반적인 구현은 무엇인가?
A: 10GBase-SR, 10GBase-LR, 10GBase-EW, 10GBase-X4
  Q13_7. How is the preamble field different from the SFD field? (어떻게 SFD 필드로부터 프리앰블 필드를 구별하는가?
A: 프리앰블 필드는 0과 1이 반복되는 56비트 필드이다. 이 필드는 실제로는 물리층에서 추가됐으며, 프레임의 한 부분은 아니다. 하지만 SFD필드는 프레임의 시작을 정의하는 플래그이며 1바이트 필드이다.

 Q13_8. What is the difference between unicast, multicast, and broadcast addresses? (유니캐스트 주소, 멀티캐스트 주소, 브로드캐스트 주소의 차이점은 무엇인가?
A: 유니캐스트 주소는 그룹의 주소 중 하나를 나타내고, 멀티캐스트 주소는 지국의 그룹을 나타낸다. 브로드캐스트 주소는 네트워크에 있는 모든 지국이다.

Q13_9. What are the advantages of dividing an Ethernet LAN with a bridge? (브리지를 사용하여 이더넷 LAN을 분리하면 어떤 장점이 있는가?
A: 대역폭을 증가시키고 충돌 도메인을 분리할 수 있다.

Q13_10. What is the relationship between a switch and a bridge? (교환기와 브리지 사이의 관계는 무엇인가?
A: 브리지형 LAN의 개념이 교환형 LAN의 개념으로 확장되었다. 만약 다중 포트 브리지를 사용한다면 N 포트 교환기를 사용할 수 없는 이유는 대역폭이 오직 지국과 교환기 사이에만 공유되기 때문이다. 계층-2 교환기는 패킷의 빠른 처리를 가능하게 하는 추가적인 정교함을 가지고 있는 N-포트 브리지이다. 

---

- PROBLEMS

P13-1. What is the hexadecimal equivalent of the following Ethernet address?  16진수에 해당하는 값은?
01011010 00010001 01010101 00011000 10101010 00001111
A: 5A:11:55:19:AA:0F

 P13-2. How does the Ethernet address 1A:2B:3C:4D:5E:6F appear on the line in
 binary? (2진수로 표현
A: 0001 1010 : 0010 1011 : 0011 1100 : 0100 1101 : 0101 1110 : 0110 1111

 P13-3. If an Ethernet destination address is 07:01:02:03:04:05, what is the type of the
 address (unicast, multicast, or broadcast)? (목적지 주소가 07:01:02:03:04:05라면 이 주소의 타입은?
A: 첫 바이트의 맨 마지막이 0인지 1인지 F인지 보면 됨 7=0111(홀수) => 멀티캐스트

 P13-4. An Ethernet MAC sublayer receives 42 bytes of data from the upper layer.
 How many bytes of padding must be added to the data? ( 이더넷 MAC 부계층은 상위 계층으로부터 42 바이트의 데이터를 수신합니다. 데이터에 몇 바이트의 패딩을 추가해야 합니까?
A: 이더넷 프레임의 최소 크기는 64바이트 = 64 - 42 = 22 바이트 패딩이 필요

 P13-5. What is the ratio of useful data to the entire packet for the smallest Ethernet
 frame? (가장 작은 이더넷의 경우 전체 패킷에 대한 유용한 데이터의 비율은?
A: frame length에서 minimum frame length 64 bytes, minimum data length 46bytes => 46/64 

 P13-6. Suppose the length of a 10Base5 cable is 2500 m. If the speed of propagation
 in a thick coaxial cable is 200,000,000 m/s, how long does it take for a bit to
 travel from the beginning to the end of the network? Assume there is a 10 μs
 delay in the equipment. (10Base5 케이블이 2500m 라고 가정하고 thick 동축 케이블의 전파 속도가 200,000,000 m/s인 경우, 네트워크의 시작부터 끝까지 비트가 전송되는 데 얼마나 걸리는가? 장비에서 10μs의 지연이 있다고 가정

A: 전체 전파 시간 = 전파 지연 시간 + 장비에서의 추가 지연 시간
propagation delay = 2500/(2*10^8) = 12.5μs + 10μs => 22.5μs
 P13-7. Suppose you are to design a LAN for a company that has 100 employees, each
 given a desktop computer attached to the LAN. What should be the data rate
 of the LAN if the typical use of the LAN is shown below:
(직원수가 100명인 회사의 lan 설계, 각각의 직원이 데스크탑 컴퓨터를 사용하는 LAN을 설계할 때, LAN의 데이터 전송률은 얼마나 되는가)

 a. Each employee needs to retrieve a file of average size of 10 megabytes in a
 second. An employee may do this on average 10 times during the eight
hour working time.
( 각 직원은 평균 크기가 10메가바이트인 파일을 한 번에 검색해야한다. 직원은 8시간 동안 평균 10번 이 작업을 수행할 수 있다.
A: 100 * (10 mb * 8) * (10 / (8 * 3600) =>  277,778bps

 b. Each employee needs to access the Internet at 250 Kbps. This can happen
 for 10 employees simultaneously.
(각 직원은 250kbps의 속도로 인터넷에 접속, 이것은 동시에 10직원이 가능)
A: 10 employee * rate = 10 * 250kps => 2,500,000 bps

 c. Each employee may receive 10 e-mails per hour with an average size of
 100 kilobytes. Half of the employees may receive e-mails simultane
ously.
(각 직원은 평균 100kb 파일을 한시간에 10개의 이메일을 받고 직원 절반이 동시에 받을 수 있다.)
A: 50(half employee) * 10(emails) * 100,000*8(size * 8bits) / 3600(hour) => 111,112 bps

 P13-8. In a Standard Ethernet LAN, the average size of a frame is 1000 bytes. If a
 noise of 2 ms occurs on the LAN, how many frames are destroyed?
( 표준 이더넷 LAN에서 평균 프레임 크기는 1000바이트입니다. LAN에서 2ms의 잡음이 발생하면 몇 개의 프레임이 손상인가)
A: data rate 10Mpbs
2ms 동안 20,000 비트 송수신 -> 20,000/8000 = 2.5패킷
=> 3 or 4 패킷이 destroyed

 P13-9. Repeat Problem P13-8 for a Fast Ethernet LAN.
(fast 이더넷 LAN에서 문제 P13-8을 반복)
A: fast 이더넷 data rate가 100 Mpbs/
1초에 100,000 바이트 전송(100Mpbs) -> 2ms 동안 200,000바이트 데이터 송수신/
각 패킷은 1000바이트 or 8000비트 => 200,000/8,000 = 25 /
소음은 끝부분부터 시작이므로 +1 해야함 => 25 or 26 패킷이 destroyed됨 

 P13-10. Repeat Problem P13-8 for a Gigabit Ethernet LAN.
(Gigabit이더넷 LAN에서 문제 P13-8을 반복)
A: data rate 1Gbps
2ms 동안 2,000,000 비트 송수신 -> 2,000,000/8000 = 250 패킷
=> 250 or 251 패킷이 destroyed

 P13-11. Repeat Problem P13-8 for a 10 Gigabit Ethernet LAN.
(10Gigabit 이더넷 LAN에서 문제 P13-8을 반복)
A: data rate = 10 Gbps
2ms 동안 20,000,000 비트 송수신 -> 20,000,000/8000 = 2500패킷
=> 2500 or 2501 패킷이 destroyed