‫به نام خدا‬
‫سامانههای چند رسانهای‬
‫تمرین پنجم‬
‫شبکههای چند رسانهای‬
‫دانشکده مهندسی کامپیوتر‬
‫دانشگاه صنعتی شریف‬
‫دکتر امیری – دکتر ربیعی‬
‫مهلت ارسال ‪:‬‬
‫‪1‬‬
‫در این تمرین دانش خود را در زمینه شبکه های چند رسانه ای مورد استفاده قرار می دهید‪ .‬آنچه که بایستی‬
‫تحویل داده شود پاسخ سواالت مطرح شده در صورت تمرین ها ( در قالب یک گزارش با فرمت ‪ )PDF‬و فایلهای‬
‫مربوط به شبیه سازی می باشد‪ .‬لطفا تمامی فایل ها را به صورت یک فایل فشرده به آدرس‬
‫‪ multimedia912@gmail‬بفرستید‪ .‬نام فایل باید به صورت ‪MM_HW5_LastName_StudentID‬‬
‫باشد که در آن به جای ‪ LastName‬نام خانوادگی شما و به جای ‪ StudentID‬شماره دانشجویی شما قرار‬
‫میگیرد‪ .‬لطفا عنوان ایمیل خود را ‪ MM-HW5‬قرار دهید‪.‬‬
‫به سه مورد از پارامتر های کیفیت خدمات (‪ )Quality of Service‬اشاره کرده و درباره ی هر کدام توضیح‬
‫دهید‪.‬‬
‫چهار عاملی که باعث ایجاد ‪ delay‬می شوند را ذکر کنید‪.‬‬
‫فرض کنید دو نفر که با پهنای باند ‪ 100 mbps‬به اینترنت متصل هستند قصد دارند با هم مکالمه تصویری‬
‫انجام دهند‪ .‬آیا با وجود چنین پهنای باندی می توان کیفیت خدمات مطلوبی را بین این دو نفر تضمین کرد؟‬
‫درباره پاسخ خود توضیح دهید‪.‬‬
‫درباره تاثیر ‪ congestion control‬در پروتکل ‪ TCP‬بر روی پارامتر های کیفیت خدمات توضیح دهید‪.‬‬
‫در مورد دو روش ‪ DiffServ‬و ‪ IntServ‬به سواالت زیر پاسخ دهید‪:‬‬
‫کدام یک از این دو روش در بستر اینترنت پیاده سازی راحت تری دارد؟ چرا؟‬
‫کدام یک مقیاس پذیر است؟ (علت مقیاس پذیر بودن یا نبودن هر رویکرد را توضیح دهید‪).‬‬
‫کدام یک نیاز به رزرو کردن منابع دارد؟‬
‫‪2‬‬
‫کدام یک از پروتکل ‪ RSVP‬استفاده می کند؟ توضیح دهید‪.‬‬
‫درباره چگونگی تطابق رویکرد ‪ DiffServ‬با پروتکل های ‪ IPv4‬و ‪ IPv6‬توضیح دهید‪.‬‬
‫درباره وظایف هر کدام از ‪ Edge router‬ها و ‪ Core router‬ها در رویکرد ‪ DiffServ‬به اختصار توضیح‬
‫دهید‪.‬‬
‫درباره یکی از مشکالتی که رویکرد ‪ Intserv‬با آن روبرو است به اختصار توضیح دهید‪.‬‬
‫در مورد پروتکل های ‪ RTP‬و ‪ RTCP‬به سواالت زیر پاسخ دهید و در هر مورد به اندازه کافی توضیح دهید‪.‬‬
‫آیا با استفاده از پروتکل ‪ RTP‬می توان ارتباط ‪ real time‬بین دو نفر را ضمانت کرد؟‬
‫آیا ‪ RTP‬یک پروتکل غیر قابل اطمینان‪ 1‬است؟ آیا مکانیزمی وجود دارد که در صورت استفاده از این پروتکل بتوان‬
‫‪ error‬ها را ترمیم کرد؟‬
‫درباره هر کدام از فیلدهایی که در ‪ header‬پروتکل ‪ RTP‬وجود دارد به اختصار توضیح دهید‪.‬‬
‫در اینترنت جستجو کرده و ‪ 3‬محصول جریان سازی ویدئو بر روی شبکه را پیدا کنید‪ .‬در مورد این محصوالت‬
‫تحقیق کنید که از کدام یک از پروتکل های ‪ TCP‬یا ‪ UDP‬جهت ارسال داده ها استفاده میکنند و نیز آیا از‬
‫پروتکل های ‪ RTP‬و ‪ RTCP‬استفاده می کنند یا خیر‪.‬‬
‫‪Unreliable‬‬
‫‪1‬‬
‫‪3‬‬
‫فرض کنید شما می خواهید یک کنفرانس ویدئویی با سه نفر با نام های ‪ B ، A‬و ‪ C‬ایجاد کنید و برای این کار‬
‫از پروتکل ‪ SIP‬استفاده می کنید‪.‬‬
‫‪ A‬در شبکه محلی شما قرار دارد ولی به ‪ B‬و ‪ C‬از طریق اینترنت دسترسی دارید‪.‬‬
‫برای ایجاد این کنفرانس یک دیاگرام رسم کنید و موارد زیر را در آن نشان دهید‪:‬‬
‫اجزای سیستم ( کاربرها و کارگزارها)‬
‫پیام هایی که بین اجزای سیستم رد و بدل می شود تا این کنفرانس ایجاد شود و ارتباط تصویری برقرار شود و‬
‫سپس خاتمه یابد‪.‬‬
‫درباره ‪ CDN‬ها توضیح دهید و بگویید که چگونه می توانند به بهبود کیفیت خدمات در اینترنت کمک کنند‪.‬‬
‫نقش ‪ DNS‬در یک ‪ CDN‬چیست؟‬
‫آیا الزم است که به منظور پشتیبانی از یک ‪ ، CDN‬در ‪ DNS‬تغییرات اساسی ایجاد شود؟‬
‫چه اطالعاتی الزم است که ‪ CDN‬در اختیار ‪ DNS‬قرار دهد؟‬
‫‪4‬‬
‫تصویر زیر را در نظر بگیرید‪:‬‬
‫این تصویر نشان دهنده ی لحظه رسیدن ‪ packet‬های شماره ‪ 1‬تا ‪ 11‬به یک روتر می باشد‪ Packet .‬های ‪ 1‬و‬
‫‪ 1‬در لحظه ‪ t=0‬وارد صف شده اند و ‪ packet‬های ‪ 11‬و ‪ 11‬در لحظه ‪ t=8‬وارد صف شده اند‪ .‬این روتر در هر‬
‫لحظه فقط یک ‪ packet‬را می تواند ارسال کند‪.‬‬
‫برای مثال به شرط اینکه این صف ‪ FIFO‬باشد‪ ،‬در لحظه صفرم ‪ packet‬شماره ‪ 1‬را ارسال می کند و در لحظه‬
‫‪ packet t=1‬شماره ‪ 1‬ارسال خواهد شد‪.‬‬
‫الف) با فرض اینکه الگوریتم زمان بندی این روتر ‪ )First Come First Served ( FCFS‬باشد‪ .‬زمانی را که‬
‫‪ packet‬های ‪ 1‬تا ‪ 11‬از صف خارج می شوند را محاسبه کنید‪ .‬همچنین برای هر ‪ packet‬تاخیر زمانی بین‬
‫لحظه ای که ‪ packet‬وارد صف می شود تا زمانی که از صف خارج می شود را حساب کنید‪ .‬میانگین تاخیر را‬
‫برای ‪ packet 11‬نیز محاسبه کنید‪.‬‬
‫ب) حال فرض کنید که الگوریتم زمان بندی اولویت دار است و ‪ packet‬های فرد از اولویت بیشتری نسبت به‬
‫‪ packet‬های زوج برخوردار هستند‪ .‬زمانی را که ‪ packet‬های ‪ 1‬تا ‪ 11‬از صف خارج می شوند را محاسبه کنید‪.‬‬
‫همچنین برای هر ‪ packet‬تاخیر زمانی بین لحظه ای که ‪ packet‬وارد صف می شود تا زمانی که از صف خارج‬
‫می شود را حساب کنید‪ .‬میانگین تاخیر را برای ‪ packet 11‬نیز محاسبه کنید‪.‬‬
‫ج) حال فرض کنید که الگوریتم زمان بندی ‪ round robin‬است و ‪ packet‬های ‪ 1،1،3،،،11‬و ‪ 11‬از کالس‬
‫‪ 1‬و ‪ packet‬های ‪ 9،8،7،5،4‬و ‪ 11‬از کالس ‪ 1‬هستند‪ .‬زمانی را که ‪ packet‬های ‪ 1‬تا ‪ 11‬از صف خارج می‬
‫شوند را محاسبه کنید‪ .‬همچنین برای هر ‪ packet‬تاخیر زمانی بین لحظه ای که ‪ packet‬وارد صف می شود تا‬
‫زمانی که از صف خارج می شود را حساب کنید‪ .‬میانگین تاخیر را برای ‪ packet 11‬نیز محاسبه کنید‪.‬‬
‫در مورد میانگین تاخیر در این ‪ 3‬مورد چه می توان گفت؟‬
‫‪5‬‬
‫در این تمرین باید شبکه ساده ای شامل ‪ 9‬کامپیوتر و یک روتر که واسط این کامپیوترها است را پیاده سازی‬
‫کنید‪ .‬توپولوژی شبکه مورد نظر به صورت زیر می باشد‪:‬‬
‫برای سهولت کار در این تمرین‪ ،‬الزم نیست الیه های مختلف شبکه را شبیه سازی کنید و فقط باید کالس‬
‫‪ cMessage‬را پیاده سازی کنید‪ .‬بدین ترتیب که هر پیام شامل یک عدد از ‪ 1‬تا ‪ 9‬که شماره کامپیوتر مبدا و‬
‫یک عدد از ‪ 1‬تا ‪ 9‬که شماره کامپیوتر مقصد است و یک رشته که متن پیام است می باشد‪.‬‬
‫هر کدام از کامپیوتر ها پیام هایی را با فواصل زمانی (‪ )time Interarrival‬که توزیع نمایی با میانگین ‪ 8‬ثانیه‬
‫دارند‪ ،‬به روتر می فرستند‪( .‬در لحظه صفرم‪ ،‬هیچ کس هیچ پیامی نمی فرستد‪ ).‬متن این پیام ها ‪request‬‬
‫میباشد و مقصد نیز با احتمال برابر یکی از ‪ 3‬راس دیگر است‪.‬‬
‫هنگامی که یک کامپیوتر یک ‪ request‬را دریافت می کند‪ ،‬بالفاصله یک پیام با متن ‪ response‬با مقصد‬
‫کامپیوتر مبدا این پیام‪ ،‬به روتر می فرستد‪.‬‬
‫‪6‬‬
‫اما روتر که باید پیام های کامپیوترهای دیگر را دریافت کند و به مقصدی ارسال کند‪ ،‬توان محدودی دارد و با‬
‫احتمال ‪ 10/n‬پیام های دریافتی را نمی تواند به مقصد مورد نظر ارسال کند و آن پیام از بین می رود‪ .‬که ‪n‬‬
‫تعداد پیام های دریافتی روتر در ‪ 1‬ثانیه اخیر می باشد‪.‬‬
‫شبیه سازی این شبکه را برای ‪ 31‬دقیقه انجام دهید‪.‬‬
‫برای هر کامپیوتر محلی‪ ،‬تعداد ‪ response‬هایی که دریافت می کند‪ ،‬به تعداد ‪ request‬هایی که می فرستد‬
‫را حساب کنید‪.‬‬
‫‪7‬‬