ネットワークコンピューティング

無線 LAN、VLAN (仮想 LAN)

2024/09/25 のものと同じ。

https://lsnl.jp/~ohsaki/lecture/netcomp/2024/priv/02.pdf

- 無線 LAN の概要・特徴を他人に説明できるようになる。

- 無線ネットワークの特性を理解し、それを定量的に説明できるようになる。

- CSMA/CD と CSMA/CA の違いを他人に説明できるようになる。

- VLAN の概要および原理を理解し、VLAN 導入の効果を定量的に説明できるようになる。

学内で Wi-Fi を使用している時、 LAN、ホスト、スイッチ、リンクはそれぞれ何に対応するか。また、それらはそれぞれどこにあるか。

(1) BER (Bit Error Rate) が p の無線ネットワークにおいて、長さ N オクテットのフレームが誤りなく伝送される確率を求めよ。

(2) BER が 10^-4 の時に、 1250 オクテットのフレームが誤りなく伝送される確率を答えよ。

CSMA/CD と CSMA/CA の主要な違いを 2 つ述べよ。また、これらの違いがある理由を、無線ネットワークの特性をもとに説明せよ。

下図のイーサネット LAN において、各ホストが送出するブロードキャストフレームの数を等しく n とする。 LAN 中でフレームの損失は起きないものとする。

(1) VLAN を使用しない場合に、リンク上を伝送されるブロードキャストフレームの総数を答えよ。

(2) 図ように VLAN を構成した場合に、リンク上を伝送されるブロードキャストフレームの総数を答えよ。

(3) VLAN 使用によるトラヒック削減率 (伝送されるフレーム数の削減率) を答えよ。

LAN → 無線 LAN (教室周辺)
ホスト → KGU-WLAN に接続している PC もしくはスマートフォン (教室内)
スイッチ → Wi-Fi のアクセスポイント (教室周辺)
リンク → 無線 (電磁波) (教室内の空間)

(1) N オクテットは 8 * N ビットである。フレームの伝送成功率は、すべてのビットが正しく伝送される確率で与えられる。

(1 - p)^(8 * N)

(2) 上記に p = 10^-4、N = 1250 を代入すると

(1 - 10^-4)^10000 = 0.36786...

従って約 37% である。

送信局がキャリアセンス失敗時に指数バックオフを行うこと。受信局がフレームの正常受信時に ACK を送信局に返送すること。 CSMA/CD はこれらを行わないが、 CSMA/CA はどちらも行う。

無線リンクでは複数局の同時送信によるフレーム衝突を検出できない。従って、送信局はキャリアセンス時の衝突確率を下げるために指数バックオフを行う。同様に、送信局がフレームの伝送の成否を判断できないため、受信局がフレーム伝送の成功を送信局に通知する。

(1) リンク数が 6 であるから、あるホストが送出したブロードキャストフレームは 6 リンク上を伝送される。従って、 1 ホストあたり 6 n のブロードキャストフレームが LAN 上を伝送される。ホスト数が 4 であるから、伝送されるブロードキャストフレームの総数は

4 * 6 n = 24 n

(2) 上側の VLAN 上を伝送されるブロードキャストフレームの総数は

2 * 3 n = 6 n

下側の VLAN 上を伝送されるブロードキャストフレームの総数は

2 * 4 n = 8 n

従って、伝送されるブロードキャストフレームの総数は

6 n + 8 n = 14 n

(3) 削減されたブロードキャストフレーム数は 24 n - 14 n = 10 n であるから、フレーム数の削減率は

10 n / 24 n = 0.417 であるから約 41%。

「レポート課題 2024/09/25」と同じ。

- レポート提出期限を一週間後に変更して欲しいです。

  質問を収集して、翌週の授業で回答できるようにするために「次回の授業開始の 48
  時間前」に設定しています。