Ripasso di cinematica

Transcript

1 Ripasso di cinematica

2 Ritardo Devo trasmettere un file di L=1MB su una linea diretta tra due host di velocità V=2 Mbit/s e lunga d=500 km. Dopo quanto tempo tutto il file sarà ricevuto alla destinazione?

3 L=1MB V=2 Mbit/s d=500 km Trasmissione r trasm = L/V 1MB*8/2Mbit/s = 8Mbit/2Mbit/s = 4s Propagazione r prop = d/c 500km * 7,5 _s/km = 3.75ms r=r trasm +r prop = ms ~ 4s Il ritardo di propagazione è trascurabile

4 Due impiegati inseriscono fatture in un programma gestionale. Essi impiegano 10s per inserire i dati di una fattura, dopodiché devono aspettare la conferma dell inserimento per poter inserire la successiva. Ogni fattura inserita comporta la trasmissione di 1KB di dati al server. Il primo impiegato è collegato al server da una rete locale a 100Mbit/s, e dista 500m dal server; il secondo è collegato con un circuito a 64kbit/s, e dista 2000km dalla sede centrale. In 8 ore di lavoro, quante fatture avranno inserito i due impiegati?

5 Impiegato remoto - trasmissione L=1kB V=64kbit/s d=2000 km r trasm = L/V 1KB*8/64kbit/s = 8Kbit/64kbit/s = 125ms Propagazione r prop = d/c 2000km * 7,5 _s/km = 14ms r=r trasm +r prop = 139 ms << 10s Il ritardo di rete è trascurabile rispetto al tempo di inserimento della fattura, i due impiegati produrranno lo stesso numero di fatture

6 Due grafici ritoccano immagini di 5MB, lavorando in media 30s su ciascuna immagine. Ogni grafico apre un immagine, la modifica e la salva nuovamente. Le immagini sono memorizzate su un file server. Il primo grafico è collegato al server da una rete locale a 100Mbit/s, e dista 500m dal server; il secondo è collegato con un circuito a 2Mbit/s, e dista 2000km dalla sede centrale. In 8 ore di lavoro, quante foto avranno ritoccato i due impiegati?

7 Grafico remoto L=5MB V=2Mbit/s d=2000 km trasmissione: r trasm = L/V 5MB*8/2Mbit/s = 40Mbit/2Mbit/s = 20s Propagazione: r prop = d/c 2000km * 7,5 _s/km = 14ms r=r trasm +r prop = 20014ms ~ 20s t immagine =t apertura file + t ritocco + t salvataggio file = 20s + 30s + 20s =70s Immagini lavorate = 8h/70s = = 8*60*60/70 = 411

8 Grafico locale L=5MB V=100Mbit/s d=500 m Trasmissione: r trasm = L/V 5MB*8/100Mbit/s = 40Mbit/100Mbit/s = 400ms Propagazione in rete locale: trascurabile r=r trasm = 400ms t immagine =t apertura file + t ritocco + t salvataggio file = 400ms + 30s + 400ms =30.8s Immagini lavorate= 8h/70s = 8*60*60/30.8 = 935

9 La workstation utilizzata usa un sistema operativo multitasking, ed è in grado di aprire più finestre del programma di ritocco, e di trasmettere un file sulla rete mentre si lavora su un altra immagine. La linea di trasmissione è full-duplex. Se il grafico remoto adottasse un metodo di lavoro più furbo? Dopo aver aperto un immagine, inizia subito ad aprirne un altra, poi torna a ritoccare la prima. Quando ha finito, avvia il salvataggio, apre una terza immagine e inizia a ritoccare la seconda L operazione di salvare l immagine modificata/scaricare la successiva/tornare all immagine da ritoccare è automatizzata, e quindi richiede un tempo trascurabile

10 Grafico furbo Il ritocco, il salvataggio dell immagine appena ritoccata e l apertura della successiva avvengono contemporaneamente r ~ L/V = 20s r < t ritocco, quindi dopo aver finito con un immagine, la successiva è già stata scaricata t immagine = t ritocco = 30s Immagini lavorate= 8h/30s = = 8*60*60/30 = 960

11 Cosa abbiamo trascurato: Le pause dei grafici Il carico sul file server - quanti grafici lo usano? Una rete geografica può guastarsi più facilmente di una locale Per trasmettere un file da A a B, impiego anche una quota di capacità trasmissiva nella direzione opposta (protocollo di trasporto), se scarico un immagine e contemporaneamente ne salvo un altra il tempo aumenterà 30s era la media per un immagine, se il grafico remoto ci mette meno di 20s per un immagine facile, deve aspettare per iniziare con la successiva

12 La lezione Mettere in discussione le cose che sembrano ovvie Parallelizzare le attività può influire seriamente sulle prestazioni Il parametro di progetto è r < t ritocco, ovvero una persona non deve dover aspettare che le macchine abbiano finito il loro lavoro per poter lavorare.

13 Messaggi e pacchetti Transmission delay tempo messaggio Spazio pacchetto

14 Un file di 10 Mbit deve essere trasmesso su una rete a pacchetto in modalità store&forward, attraversando 5 nodi intermedi. Tutti i collegamenti hanno una velocità di 2Mbit/s. Ogni pacchetto ha una intestazione di 50byte. Valutare il ritardo complessivo se la dimensione del carico utile dei pacchetti è 100byte, 1KB, 5KB, 10KB, 1MB, 100KB e se è illimitata (commutazione di messaggio) trascurare il ritardo di propagazione, di elaborazione e di accodamento

15 L=10MB V=2Mbit/s, intestazione i=50byte l=100byte, 1KB, 5KB, 10KB, 100KB, 10MB (commut. messaggio) M=5 (# nodi) Ogni nodo intermedio aggiunge un ritardo pari al tempo di trasmissione di un pacchetto Numero pacchetti: N = L/l r = r trasm = (L+Ni)/V + M(l+i)/V = (L(1+i/l)+M(l+i))/V l appare sia al numeratore che al denominatore: aumentare la dimensione dei pacchetti riduce il peso dell intestazione, ma aumenta il ritardo di s&f

16 l (lunghezza pacchetto) 100byte 1KB 5KB 10KB 100KB 1MB 10MB r (ritardo complessivo) [s]

17 Qual è la dimensione del pacchetto che minimizza il ritardo? r=r trasm = (L(1+i/l)+M(l+i))/V dr/dl= (-Li/l 2 +M)/V dr/dl=0 l 2 = Li/M l = sqrt(li/m) = sqrt((10mb*50b)/5) = sqrt(10 8 B 2 ) = 10 4 B = 10KB Il minimo non dipende dalla velocità di linea, ma dipende dal numero di nodi e dalla dimensione dell messaggio e dell intestazione, nella progettazione di un protocollo reale bisogna trovare un compromesso La MTU tipica di internet è 1500Byte (ethernet)

18 Ripetere l esercizio per una rete a circuito virtuale. L intestazione è di 10 byte, ma il circuito virtuale deve essere stabilito prima iniziare il trasferimento, cosa che richiede 100ms per ciascun nodo intermedio coinvolto.

19 L=10MB V=2Mbit/s, intestazione i=10byte l=100byte, 500byte,1KB, M=5 (# nodi) r circ =100ms r = (L+Ni)/V + M(l+i)/V + Mr circ = (L(1+i/l)+M(l+i+ r circ V))/V l (lunghezza pacchetto) 100B 500B 1KB r (ritardo complessivo) [s]

20 Qual è la dimensione del pacchetto che minimizza il ritardo? r = (L(1+i/l)+M(l+i+ r circ V))/V dr/dl = (-Li/l 2 +M)/V dr/dl=0 l 2 = Li/M l = sqrt(li/m) = sqrt((10mb*10b)/5) = sqrt(2*10 7 B 2 ) = 4.472*10 3 B = 4472B r min = (L(1+i/l)+M(l+i))/V + Mr circ = (10MB(1+10B/4472B)+5*100ms = 5.52s