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Notazioni, Unità di Misura
o 1 [byte] = 8 [bit] o 1 [kbyte] = 1000 [byte] = 8000 [bit] o 1 [Mbyte] = 8 [Mbit]
o 1 [ms] = 10-3 [s] o 1 [µs] = 10-6 [s] o 1 [ns] = 10-9 [s]
Esercizio 1 o Si consideri la rete in Figura in cui tra l’host A e l’host B sia attivata una
connessione TCP. Si calcoli l’istante di tempo dall’attivazione della connessione oltre il quale la trasmissione sul link 1 risulta continua, supponendo n header trascurabili n link bidirezionali e simmetrici n RCWND = 4000 byte e SSTHRESH = 400 byte n dimensione segmenti MSS = 100 byte n dimensione ACK = dimensione segmenti per apertura della connessione =
trascurabile o Quanto tempo occorre per trasferire un file da 1 Kbyte sulla connessione TCP
sopra specificata (dall’istante di trasmissione del primo segmento all’istante di ricezione dell’ACK dell’ultimo segmento)?
o (N.B. 1 byte = 8 bit, 1 Kbyte = 1000 byte = 8000 bit, 1Mb/s = 106 bit/s)
R
A B C1=40 Mb/s τ1=1 us
C2=80 Mb/s τ2=1 us
Soluzione 1
o TX continua sul link 1 se: WT1>RTT, quindi W > RTT/T1
n RTT = T1 + T2 + 4τ = 20 [µs] + 10 [µs] + 4 [µs] = 34 [µs] n T1=100 x 8 [bit] / 40 [Mb/s] = 20 [µs]
o W > RTT/T1 =1.7 o TX continua sul link 1 dopo 1 RTT.
1
1
TX continua sul link 1
RTT RTT
2 3
2
4 5 6 7 8 9 10
1
1
1
TX continua sul link 1
RTT RTT
2 3
2
4 5 6 7 8 9 10
1
Soluzione 1
o Il file è composto da n 1 [Kbyte] / 100 [byte] = 10 MSS
o Il tempo totale di trasferimento è: n T=RTT + 8 T1 + RTT + 4τ = 228 [µs]
1
1
TX continua sul link 1
RTT RTT
2 3
2
4 5 6 7 8 9 10
1
1
1
TX continua sul link 1
RTT RTT
2 3
2
4 5 6 7 8 9 10
1
Set-Up time
Esercizio 2 o Si consideri il collegamento in figura
o A vuole conoscere la capacità e il ritardo di propagazione del link 2 e allo scopo invia a B 2 messaggi di echo: M1 di lunghezza l1=1000 [byte], ed M2 di lunghezza l2=1500 [byte]; per ognuno di essi misura un Round-Trip-Time (RTT) pari a 780 [ms] e 1130 [ms] rispettivamente.
o Nella risposta, B utilizza messaggi con le stesse lunghezze. Calcolare C2 e τ2 nell’ipotesi che le lunghezze degli header siano trascurabili.
R1
A B C1=80 kbit/s τ1=10 ms
C2=? τ2=?
Soluzione 2
R1
A B C1=80 kbit/s τ1=10 ms
C2=? τ2=?
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+++=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+++=
22
21
1
22
22
11
1
11
2
2
ττ
ττ
Cm
CmRTT
Cm
CmRTT
Soluzione 2
R1
A B C1=80 Kbit/s τ1=10ms
C2=? τ2=?
22
22
22
22
2240003201200010801200021130
2160002208000108080002780
ττ
ττ
++=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+++=
++=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+++=
CC
CC
Soluzione 2
R1
A B C1=80 kbit/s τ1=10ms
C2=? τ2=?
ms
kbit/s
30328000280
322508000C
;560C8000
C80002802
C24000810
C8000280
2
2
222
22
=−=
==
+=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−+=
−=
τ
τ
Esercizio 3 o Si consideri il collegamento in figura
n I link sono bi-direzionali con ugual capacità nelle due direzioni
o Tra A e B è attiva una connessione TCP già a regime con MSS=250 [byte]
o Si assume che RCVWND sia minore della CWND e pari a 4 segmenti
R1 R2
A B
321 CCC ≤≤
C1 τ1
C2 τ2
C3 τ3
Esercizio 3 o Si calcoli il tempo necessario a trasferire una sequenza di
byte in arrivo dal livello applicativo lunga 104 [kbit] (dall’istante di trasmissione del primo segmento alla ricezione dell’ACK dell’ultimo). Si assuma n Lunghezza Header IP: HIP
n Lunghezza Header TCP: HTCP
n Lunghezza Header livelli inferiori: HLL
n Assenza di errori
n Nessun altro traffico in rete
n Lunghezza degli ACK trascurabile
o Qual è il valore della finestra che consentirebbe di avere una trasmissione continua di pacchetti sul link 1?
Soluzione 3
PRIMA DOMANDA
o 104 [kbit] equivalgono a 13000 [byte] che possono essere divisi in 52 segmenti da 250 [byte] (MSS)
o Ciascun pacchetto (sul link) ha una lunghezza complessiva di n L=MSS+ HIP + HTCP + HLL
Soluzione 3
33
22
11
2CL2
CL2
CLRTT τττ +++++=
Ttot = (52 / 4) ⋅RTT + (4−1) LC1
=13RTT +3 LC1
Se RTTCL41
≤
Soluzione 3 SECONDA DOMANDA o Il valore minimo della finestra che consente una
trasmissione continua si calcola imponendo che il tempo RTT sia minore del tempo di trasmissione dei segmenti della finestra:
… 1 2 51 52
1CLwRTT ≤ ⎥
⎥
⎤⎢⎢
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+++++= 3
32
21
1
1 222 τττCL
CL
CL
LCw
Esercizio 4 o Si consideri il collegamento il figura tra i due host A e B. A deve
trasferire una sequenza di 100 segmenti di lunghezza massima usando TCP. Si calcoli il tempo necessario supponendo n MSS=1000 [bit] n Lunghezza degli header di tutti i livelli trascurabile n La connessione viene aperta da A e la lunghezza dei segmenti
di apertura della connessione è trascurabile n La lunghezza degli ACK è trascurabile n SSTHRESH è pari a 5 MSS
Soluzione 4 o T=1000 [bit] / 1 [Mb/s] = 1 [ms] o RTT = 6.2 [ms] + T = 7.2 [ms] o La trasmissione è discontinua fino a che WT
< RTT, cioè fino a che W=8
1 MSS 2 MSS 4 MSS 5 MSS 6 MSS 7 MSS
Ttransfer = 6.2[ms] + 6 RTT + 75 T + 6.2 [ms]
Set up Primi 25 MSS Ultimi 75 MSS ACK ultimo MSS
TX continua
=130.6 [ms]
Esercizio 5 o All’istante 0 è attivata una connessione TCP tra l’host A e l’host
B. Si calcoli l’istante di tempo oltre il quale la trasmissione sul link 1 risulta continua, supponendo n header trascurabili n link bidirezionali e simmetrici n RCWND = 4000 [byte] e SSTHRESH = 400 [byte] n dimensione segmenti MSS = 200 [byte] n dimensione ACK=dimensione segmenti per apertura della
connessione = 20 [byte] n Connessione aperta dal terminale A
o Quanto tempo occorre per trasferire un file da 2 [kbyte] (dall’istante di trasmissione del primo segmento all’istante di ricezione dell’ACK dell’ultimo segmento)? n (N.B. 1 byte = 8 bit, 1 kbyte= 1000 byte = 8000 bit)
R1
A B C1=25 Kb/s τ1=15ms
C2=50 Kb/s τ2=15ms
R2
C3=100 Kb/s τ3=15ms
Soluzione 5
o Calcoliamo un po’ di valori: n T1=200 x 8 [bit] / 25 [kbit/s] =64 ms, T2=½ T1 =32 ms, T3= ½ T2= 16 ms n RTT= T1+ T2+T3+ 2(τ2+τ1+τ3)+ (Tack1 + Tack2 + Tack3) = 213.2ms n Tsetup = 2(Tack1 + Tack2 + Tack3) + 2(τ2+τ1+τ3) = 112.4 ms
o Il link 1 è il collo di bottiglia, trasmissione è continua sul link 1 quando: n WT1 > RTT
o quindi n W > RTT/ T1=3,3
o L’istante in cui la trasmissione diventa continua è n Tc= Tsetup + 3 RTT =112.4 [ms] +649.6 [ms] = 752 [ms]
Soluzione 5
o Il file da trasferire è di 2 [kbyte], equivalenti a 10 MSS.
o Il tempo per trasferire 10 MSS è: n Tc= Tsetup + 4 RTT + 3 T1 = 1.15 [s]
Congestion avoidance 4 MSS
Esercizio 6 o Una connessione TCP è usata per trasmettere un file da 39.5 [kbyte]
utilizzando i seguenti parametri: n MSS=500 [byte] n RTT = 500 [ms] n timeout T1 = 2*RTT.
o Si assuma che le condizioni iniziali delle finestre siano: n RCWND = 12 [kbyte] n SSTHRESH = 8 [kbyte] n CWND = 500 [byte]
o E che inoltre: n si verifichi un errore sulla connessione all’istante 3 [s] (tutti i segmenti in
trasmissione vengano persi) n al tempo 4,5 [s] il ricevitore segnali RCWND = 2 [kbyte]
o Si tracci l’andamento nel tempo di: n CWND n SSTHRESH n RCWND
o Si calcoli il tempo di trasmissione del file
Soluzione 6
o Conviene ragionare in numero di segmenti trasmessi
o Dimensione File (in MSS) = 39,5 [Kbyte] / 500 [byte] = 79 MSS
o Dobbiamo trovare il tempo necessario per trasferire 79 MSS
o RCWND = 12 [Kbyte] / 500 [byte] = 24 MSS o SSTHRESH = 8 [Kbyte] / 500 [byte] = 16
MSS o Timeout = 1 s
Soluzione 6
o Tempo di trasferimento del file, T=8.5s
0
5
10
15
20
25
30
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Secondi
MSS
RCWND
SSTHRESH
CWND 44
2112 4
8
16 17 18
4 4 4 4 4
Timeout
Esercizio 7 o Si consideri il collegamento in figura
R1
A B
21 CC ≤
C1 τ1
C2 τ2
o A deve trasferire un messaggio applicativo di M byte verso B utilizzando UDP n Supponendo che la lunghezza massima dei
segmenti UDP sia di m byte (dati), e indicando con HLL, HIP, HUDP gli header dei livelli inferiori, IP e UDP rispettivamente, si calcoli il tempo necessario a trasferire il messaggio
Esercizio 7
R1
A B
21 CC ≤
C1 τ1
C2 τ2
o A deve trasferire un messaggio applicativo di M byte verso B utilizzando UDP
n Come in a) ma ipotizzando che sul link 2 sia attivo un protocollo di livello 2 riscontrato con meccanismo di ritrasmissione di tipo stop-and-wait (lunghezza degli ACK trascurabile)
Soluzione 7
R1
A B
21 CC ≤
C1 τ1
C2 τ2
o Numero di messaggi di lunghezza massima: ⎥⎦
⎥⎢⎣
⎢=mMn
o Lunghezza ultimo messaggio: ⎥⎦
⎥⎢⎣
⎢−=mMmMl
Soluzione 7
R1
A B
21 CC ≤
C1 τ1
C2 τ2
o Tempo di trasferimento:
22
111
ττ ++
+++
++
Chl
Chl
Chmn
21
seChm
Chl +≥
+
Soluzione 7
R1
A B
21 CC ≤
C1 τ1
C2 τ2
222
11
ττ ++
++
+++
Chl
Chm
Chmn
21
seChm
Chl +≤
+o Tempo di trasferimento:
Soluzione 7
R1
A B
21 CC ≤
C1 τ1
C2 τ2
22
22
11
2 τττ ++
+⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
+++
+
Chl
Chmn
Chm
22
1
2 seChm
Chm +
+≤+
τo Tempo di
trasferimento:
Soluzione 7
R1
A B
21 CC ≤
C1 τ1
C2 τ2
22
111
ττ ++
+++
++
Chl
Chl
Chmn
22
1
2 seChm
Chm +
+≥+
τo Tempo di
trasferimento:
Alcune domande Una connessione TCP tra due end users direttamente collegati è caratterizzata dai seguenti parametri:
n C = 10 Mb/s n MSS = 100 byte n RCWND = 4 MSS e RCWND<< CWND n Propagation delay τ = 1ms
Dire qual è il ritmo medio di trasmissione (bit/s) della connessione TCP. Ripetere il conto nel caso in cui MSS=1000 byte
1) RTT= 100x8/107 + 2τ =2.08 ms T = 0.08 ms, da cui si ha che 4 T < RTT, per cui la trasmissione è discontinua. In questo caso la connessione TCP smaltisce 4 MSS per ogni RTT, per cui il rate medio sarà: R = 4 x 100 x 8 / RTT = 1,53 Mb/s (circa) 2) Nel secondo caso si ha invece: T = 0.8 ms per cui 4 x T = 3,2 ms, da cui 4 x T > RTT, quindi la trasmissione è continua e la connessione TCP sfrutta appieno la capacità del link. In conclusione, R = C = 10 Mb/s
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