COMP3331/9331— Computer Networks and Applications Term 3, 2021 Practice Final Examination

Suppose two hosts have a long-lived TCP Reno session over a path with a 100      msec round-trip time (RTT).  Then, a link fails , causing the traffic to flow over a       longer path with a 500 msec RTT. This scenario is depicted in the figure below. The original path is the straight path at the bottom . The new path is at the top.

Answer the following two questions .

1   Suppose the router on the left recognises the failure immediately and starts forwarding data            packets over the new path, without losing any packets .  (Assume also that the router on the right   recognises the failure immediately and starts directing ACKs over the new path, without losing any ACK packets .)  Why might the TCP sender retransmit some of the data packets anyway?

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Maximum marks: 1.5

2   Suppose instead that the routers do not switch to the new paths all that quickly, and the data         packets (and ACK packets) in flight are all lost.  What new congestion window size does the TCP sender use? Explain your answer.

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Maximum marks: 1.5

3   Why does a TCP sender use a very large retransmission timeout (e.g., several seconds) for the SYN segment? Answer in 2 sentences at most.

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Maximum marks: 1

4   Why is it necessary to have a 3 way handshake for connection establishment in TCP? Why is a 2 way handshake not sufficient?

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Maximum marks: 2

Assume that the SendBase for a TCP Reno sender is currently 4000. The TCP          sender has sent four TCP segments with sequence numbers 4000, 4500, 5500 and  7000. The sender then receives a segment with an acknowledgement number 7500  and a receive window 6000. The congestion window, CongWin, is set to 10000 bytes after this ACK is processed. Answer the first three questions assuming that this ACK is processed and no further ACKs are received.

5   What is the value of SendBase? O nly enter the numeric value in the space provided:  .

Maximum marks: 0.75

6    How many bytes in total are sent in the four TCP segments? O nly enter the numeric value in the

space provided:

.

Maximum marks: 0.75

7   What is the last byte (number) that the TCP sender can send with certainty that the receiver's      buffer will not overflow? Assume that the sender always has data to send. Explain your answer in 1-2 sentence.

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Maximum marks: 1

8    Now assume that the sender receives three more TCP segments , such that all three segments have TCP acknowledgement number 7500.

Answer the this question and the next question assuming that all three ACKs are processed and no further ACKs are received.

What is the value of CongWin and why?

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Maximum marks: 1

9   What is the sequence number of the next segment that will be transmitted by the sender? Explain your answer in 1 sentence.

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Maximum marks: 1

10   Consider an IP datagram of size 4520 bytes (including the IP header) is to be forward by a router on an outgoing link which has an MTU of 2500 bytes . Assume that the second fragment of          the original datagram (created by the first router) arrives at a second router and is to be                forwarded on an outgoing link which has an MTU of 1500 bytes . What are the MF flag and offset values in the IP headers of the resulting fragments and the total size of these fragments as          created by the second router.

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Maximum marks: 1

11   Assume that an organisation has been assigned a Class C address block . Assume that the        network administrator has divided this address block into a number of equally sized subnets and that the subnet mask of 255.255.255.248 is used.

1) How many subnet blocks were created? How many hosts can be assigned IP addresses in each subnet? ( 1 mark)

2) If a host within this organisation has an IP address is 192.168.10.17, then what is the network address and broadcast address of the subnet to which this host belongs to?  ( 1 mark)

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Maximum marks: 2

12   Assume that the forwarding table at a router is as follows:

Note that the last entry is the default entry which matches all destination addresses .

1) Assume that an IP datagram with destination IP address 192.168.32.100 arrives at this router. Which interface will this datagram be forwarded on?

Select one alternative:

 Interface 3

 Interface 4

 Interface 1

 Interface 2

2) Assume that an IP datagram with destination IP address 192.168.31.200 arrives at this router. Which interface will this datagram be forwarded on?

Select one alternative

 Interface 1

 Interface 2

 Interface 4

 Interface 3

Maximum marks: 1.5

13   When an IP datagram containing a transport segment is going from a private network onto the public Internet through a Network Address Translation (NAT) router, which of the following       network and transport layer header fields might the router change? You can select multiple     options .

Select one or more alternatives

IP checksum

Destination IP address

Destination port number

None of the provided choices

Source port number

Source IP address

Transport checksum

Protocol field in IP header

Maximum marks: 1

14   Which of the following statements about distance vector routing are true? M ultiple statements may be true.

Select one alternative:

None of the other choices are true.

Poison reverse may not always resolve the count to infinity problem .

The distance vector sent by each router is propagated to all other routers in the network . Every router in the network knows the entire network topology.

A reduction in the cost of a link connected to a router will always trigger a distance vector update to be sent from this router.

Maximum marks: 1

Consider the 8-node network shown in the figure below with link costs as shown.  Note that each link shown in this network is bidirectional and has the same cost in either direction.

Answer the following two questions .

15    Execute Dijkstra's algorithm at Node a to determine the shortest path from Node a to every other node in the network .  You will have to draw an appropriately sized table using the table option in   the menu at the top of the text area below (similar to the one shown in the lecture notes on           Dijkstra's algorithm) You are required to show all steps .

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Maximum marks: 4

16    Based on the execution of the Dijkstra's algorithm in the above question, draw the forwarding     table for node a, which contains the outgoing link for reaching every other node in the network . A link between two nodes x and y should be denoted as (x , y).

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Maximum marks: 1.5

17   Assume that the data bits D being transmitted over a link are 100010 and that CRC is being used to provide error detection. Suppose that a generator, G = 111 is being used and known to both the sender and receiver.

1) What are the CRC bits (R) as computed (and included with the message) by the sender? You are not required to show your calculations . Simply note down R in the space provided.

2) Continuing with the previous question. Assume that the sender transmits < D , R> . Neglect any other headers . Assume that 2nd, 3rd and 4th bits of this sequence are flipped as the frame is       transmitted through the link . Will the receiver be able to detect the error?

Select an alternative

 True

 False

Maximum marks: 1.5

18    Now assume that the data bits D are the same as the previous two questions ( 100010) but that a generator G = 1111 is used.

1) What will be the CRC bits (R) as computed (and included with the message) by the sender? You are not required to show your calculations . Simply note down R in the space provided.

2) Continuing with the previous question. Assume that the sender transmits < D , R> . Neglect any other headers . Assume that 2nd, 3rd and 4th bits of this sequence are flipped as the frame is       transmitted through the link . Will the receiver be able to detect the error?

Select an alternative

 False

 True

Maximum marks: 1.5

Consider the network shown in the figure below. You may assume that all switch tables are empty at the start.

Answer the following three questions . To represent links you can use notations such as A-S1 (the link connecting A to S1) and S1-S4 (the link connecting S1 to S4).

19   Assume that host A sends a frame to Host F. Indicated all links in the network that this frame is transmitted on and explain why.

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Maximum marks: 1.5

20   Assume that host F now sends a frame to Host A. Indicated all links in the network that this frame is transmitted on and explain why.

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Maximum marks: 1.5

21   Suppose Host C wants to send an IP datagram to Host F. Assume that Host C only knows the IP address of Host F but does not know its MAC address . Describe how Host C proceeds to send   the IP datagram (i.e., outline the sequence of events leading to transmission of this datagram).

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Maximum marks: 1.5

Consider the wireless network composed of four nodes in the figure below, which       has a linear topology deployed along a highway. The distance between neighbouring  nodes is equal. Assume all nodes are using 802.11 MAC with RTS/CTS enabled.       The radio range for each node is fixed, and this radio range is slightly longer than the  inter-node distance, i.e., each node can reach only its left and right neighbours .           Assume that if there are two simultaneous transmissions within the radio range of the receiver, both transmissions will be unsuccessful.

Answer the following three questions .

22   Assume that node A is currently sending a data frame (not an ACK, an RTS, or a CTS) to node

B . Node C wants to send a packet to node D . Assume that node C (and only C) ignores the 802.11 MAC and sends the packet. Would C’s packet arrive successfully at D? Would A’s  packet arrive successfully at B? Explain your reasoning.

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Maximum marks: 1

23    Consider the same situation as in the previous questions except that all nodes are using the

802.11 MAC . Will C start transmission while A is sending the data packet? Why or why not? If not, how does C know that A is transmitting a data frame?

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Maximum marks: 1

24    Is there any way for C to know when A’s transmission will end? Explain.

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Maximum marks: 1

25   Suppose N people want to communicate with each of N – 1 other people using symmetric key     encryption. All communication between any two people, i and j, is visible to all other people in this group of N, and no other person in this group should be able to decode their communication. How many keys are required in the system as a whole?

Now suppose that public key encryption is used. How many keys are required in this case?

Provide a short explanation for your answers in the space below.

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Maximum marks: 2

26   What is the role of a Certification Authority (CA) in Public Key Infrastructure (PKI)?

Select one alternative:

Guarantee that the public key of the registered user is authenticated by issuing a digital certificate

Maintain private keys of all authenticated users

CA's are not used in PKI

Issues a session key to both end parties for communication

Maximum marks: 1

27   SuperMail wants every email to be authenticated and protected from modification or tampering  while it is transit from the sender to the receiver. Suppose Alice is sending an email M to Bob.    Assume that a SuperMail employee proposes the following solution: Alice’s software should       encrypt M using Bob’s public key. In other words , Alice’s software should send EKB+ (M ) to Bob. Can you comment on whether the employee's solution meets the requirement stated above.      J ustify your answer.

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Maximum marks: 1