Reti di calcolatori

RETI DI CALCOLATORI

Riassunti prof. Massari

COMUTAZIONE DI PACCHETTO

L bit per pacchetto

R bps velocità canale

t = L/R [secondi]

Store-and-forward

• N collegamenti
• R velocità canale

d_end-to-end = N · L/R [secondi]

Il router salva tutto il pacchetto prima di ritrasmetterlo.

COMUTAZIONE DI CIRCUITO

• Risorse dedicate per l'intera comunicazione
• Sì, deve stabilire una connessione (punto-punto)
• Larghezza di banda dedicata → velocità costante garantita

Se ogni collegamento ha n circuiti e una velocità R garantita, allora ad ogni connessione spetterà ^R/_n capacità trasmissiva.

Multiplexing

• FDH (frequenza) → larghezza di banda per ogni connessione
• TDM (tempo) → intervalli di tempo (FRAME) per ogni connessione

velocità = S_frame · n_bit slot

Com. di PACCHETTO

• SVANTAGGIO: ritardi non simbolici
• VANTAGGIO: più banda, più semplice, meno costoso

Com. di CIRCUITO

• SVANTAGGIO: risorse inutilizzate nei periodi di silenzio

RITARDI (COMUTAZIONE DI PACCHETTO)

Rit. di ELABORAZIONE

Tempo per leggere l'intestazione e determinare il percorso

Rit. di ACCODAMENTO

Dipende dal numero di pacchetti che aspetta di essere trasmesso

Rit. di TRASMISSIONE

Tempo per trasmettere tutti i BIT sul collegamento

Rit. di PROPAGAZIONE

Tempo che un BIT impiega per raggiungere il nodo

d_prop = d/v

d_nodo = d_elab + d_acc + d_trash + d_prop

Throughput: velocità massima del router per immettere i pacchetti.

Prod. banda-guadagno: R · d_prop

FUNZIONAMENTO

a) Prima di ricevere un pacchetto dall'altro, il mittente controlla la finestra. Se non è piena invia il pacchetto, se è piena tiene il pacchetto in un BUFFER.

b) ACK CUMULATIVO: con un ACK(n), il destinatario conferma anche i pacchetti precedenti.

c) TIMEOUT: quando scade il mittente rinvia tutti i pacchetti non ancora confermati.

d) Il destinatario scarta i pacchetti non in ordine.

RIPETIZIONE SELETTIVA

A differenza del GO-BACK-N ritrasmette solo i pacchetti affetti da errore o mancanti. Quelli ricevuti fuori ordine rimangono memorizzati in un BUFFER. Per questo motivo serve un TIMER ogni pacchetto e l'ACK è selettivo.

La ritrasmissione del PACCHETTO 2 può essere dovuta anche allo scadere del timer relativo.

Esserendo che i numeri di sequenza possono ripetersi è necessario che la finestra sia più piccola di almeno la metà dei possibili numeri utilizzabili!

TCP

• Orientato alla connessione (segmenti speciali per iniziare la connessione).
• FULL-DUPLEX: i dati possono fluire contemporaneamente in entrambe le direzioni.
• Connessione punto-punto tra due host, non supporta il multicast.
• MSS (Maximum Segment Size): quantità massima di dati in un segmento. (NB. Non compreso di intestazione!!!)

Accodamento e perdita di pacchetti:

• I pacchetti vanno persi quando non c'è abbastanza memoria.
• Quando ci sono più pacchetti accodati sulle porte di uscita, uno SCHEDULATORE decide in che ordine trasmetterli.
• HOL (Head-of-the-Line): un pacchetto in coda in ingresso deve aspettare il suo turno anche se la porta d'uscita è libera perché è bloccato dai pacchetti prima di lui.

IPv₄

• VERSIONE: IPv₄ oppure IPv₆
• L. INTEST.: dove inizia il datagramma
• L. DATAGR.: lunghezza intestaz. + dati
• frammentazione (IPv₆ non lo consente!)
• TTL (Time to live): si decrementa ad ogni passaggio in un router, quando TTL = 0 il pacchetto viene scartato
• PROT. SUPERIORE: TCP oppure UDP
• DATI: payload

Frammentazione:

MTU (Maximum Transmission Unit): dimensione massima del frame a livello di collegamento.

Essendo che l' MTU vincola la dimensione del datagramma a livello di rete esso viene frammentato.

Datogramma frammentato:

• stesso IDENTIFICATIVO
• tutti FLAG = 1 tranne l'ultimo (FLAG = 0)
• SPIAZZAMENTO (indicato in multipli di 8 byte)
• Sta al livello di rete riassituire il datagramma prima di spediz. a livello di trasporto.

⚠️ Non più disponibile in IPv₆!!!

OSPF

(Open Shortest Path First)

• Algoritmo di Dijkstra.
• Costi fissati dall'amministratore della rete.
• Ad ogni cambiamento invia un messaggio broadcast agli altri nodi (e anche se non è cambiato, ogni 30 minuti).
• Sicurezza: fanno parte di OSPF solo router fidati.
• In caso di percorsi con lo stesso costo si possono usare entrambi.
• SA in maniera gerarchica.

BGP

(Border Gateway Protocol)

• Attualmente è lo standard per Internet!
• Ogni SA conosce come raggiungere i sistemi confinanti.
• Ogni SA manda le info a tutti i suoi router interni.
• Ogni SA può comunicare col mondo che esiste!
• Le destinazioni raggiungibili non sono host ma sottoreti.
• Ogni router (interno) ha una tabella con le raggiungibilità (esterne).

• No SA
• AS-PATH
• NEXT-HOP

Prefisso del SA in cui è posizionato il router che inizia AS-PATH.

Livello di Collegamento

Livello di rete → DATAGRAMMA Livello collegamento → FRAME

Servizi:

• Framing: creazione del frame (H + DATAGRAMMA)
• Accesso: regole per l'accesso al mezzo e la trasmissione
• Affidabilità: ACK e ritrasmissione (usato nel wireless)
• Correzione di errori

Il protocollo di livello collegamento è implementato nella NIC (Network Interface Card, scheda di rete).

Indirizzo MAC

• Più i interfacce di rete = più indirizzi MAC.
• L'indirizzo MAC è composto da 6 byte rappresentati in esadecimale, è permanente e univoco. Indirizzo MAC broadcast FF-FF-FF-FF-FF-FF.

ESERCIZI CONGESTIONE

# pacchetti = o_2n (espressi in 2^o)

• PRIMA DELLA SOGLIA → esponenziale
• DOPO LA SOGLIA → +1
• se perdo un pacchetto ricomincio e dimezzo la soglia

* se perdita PRIMA SOGLIA: 2^x = pacchetto perso

DOPO LA SOGLIA: vado in retta

• se c'è "spazio" tra i round si parla di STALLO
• se i pacchetti vengono trasmessi senza interruzione è una TRASMISSIONE CONTINUA

TR. CONTINUA:

• (w · MSS + H) / R > (MSS + 2H) / (R + 2d_prop)
• THR = R MSS / (MSS+H) bps (throughput massimo)
• UTILIZZO = 1

STALLO:

• THR = w · MSS / ((MSS + 2H) / (R + 2d_prop)) bps (throughput minimo w = 1)
• UTILIZZO = w · MSS + H / R

d_end-to-end = d_TRASMISSIONE + # segmenti = (MSS + H) / R