Prova in itinere - Rete Internet (ing. Giovanni Neglia) Mercoledì 23 Maggio 2007, ore 15.00

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Mario Beretta
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1 Prova in itinere - Rete Internet (ing. Giovanni Neglia) Mercoledì 23 Maggio 2007, ore NB: alcune domande hanno risposta multipla: si richiede di identificare TUTTE le risposte corrette. Cognome: Nome: Corso di laurea e anno: Matricola: Firma: Quesito 1 Si consideri la rete indicata in figura, in cui per ogni collegamento sono riportati la velocità di trasmissione dei dati e il relativo tempo di propagazione. La sorgente S invia dati a D usando un protocollo sliding window con dimensione della finestra pari a byte e dimensione massima del pacchetto pari a 2000 byte. Si trascurino tutti gli header. 1) Si calcoli per quale intervallo di valori del ritardo di propagazione del primo collegamento la sorgente S riesce a trasmettere alla velocità massima permessa dal percorso. 2) Per quali valori di si formerà una coda (temporanea o stabile), dove e quando? 3) Si calcoli che velocità di trasmissione S riesce a raggiungere per = 3ms. 4) Si calcoli il tempo di trasferimento da S a D di un file di dimensione pari a 5000 byte. S Router 1 Router 2 D (=?) Soluzione 1) Indichiamo con C i e i rispettivamente la capacità e il ritardo di propagazione del collegamento i-mo, dove i=1 corrisponde al collegamento tra sorgente e router 1, i=2 al collegamento tra i due router e i=3 al collegamento tra router 2 e destinazione. Sia PSIZE la dimensione del pacchetto, FSIZE la dimensione del file da trasferire, RTT 0 il round trip time a rete scarica, W la dimensione della finestra. Il tempo dall invio di un segmento alla ricezione del relativo ack è PSIZE/C 1 + PSIZE /C 2 + PSIZE /C 3 + RTT 0 = PSIZE/C 1 + PSIZE /C 2 + PSIZE /C 3 + 2( ) La massima velocità cui la sorgente può trasmettere è C 3, al fine di poter trasmettere a tale velocità deve essere C 3 [PSIZE/C 1 + PSIZE/C 2 + PSIZE/C 3 + 2( )] W Dalla precedente equazione si ricava 1 6ms. 2) Dal momento che la velocità di trasmissione della successione dei collegamenti è decrescente, la sorgente ha la possibilità di trasmettere sempre a velocità maggiore dei collegamenti successivi, quindi all invio della prima finestra di dati (purché vengano inviati almeno due pacchetti, i.e. W>PSIZE) si formerà sempre una coda temporanea, prima al router 1 e poi al router 2.

relativo tempo di propagazione. La sorgente S invia dati a D usando un protocollo sliding window con dimensione della finestra pari a 10000 byte e dimensione massima del pacchetto pari a 2000 byte.

2 Per 6ms tale coda verrà smaltita già alla seconda finestra di dati, per < 6ms la coda al router 2 permane. 3) Per = 3ms la sorgente raggiungerà sempre una velocità massima di trasmissione pari a C 3. 4) Il file verrà trasmesso mediante due pacchetti di dimensione massima ed uno di dimensione pari a 1000 byte. Dal momento che la dimensione del file è inferiore alla dimensione della finestra, tali pacchetti verranno trasmessi consecutivamente. Il tempo necessario perché arrivino alla destinazione è pari a PSIZE/C 1 + PSIZE/C 2 + FSIZE/C 3 + ( )= 75ms Quesito 2 Relativamente al protocollo UDP F il protocollo UDP è orientato alla connessione V la funzione principale del protocollo UDP è quella di permettere di distinguere diverse applicazioni nello stesso host mediante l impiego dei numeri di porta V può essere integrato dal protocollo RTP per il supporto della trasmissione di contenuti multimediali V il software UDP non effettua la frammentazione dello stream dati proveniente dall applicazione F con l impiego associato del protocollo RTP viene garantita una velocità minima di trasmissione V nell header UDP sono contenuti solo i campi con i numeri di porta, la checksum e la lunghezza del datagram V l header UDP ha dimensione minore dell header TCP

Dal momento che la dimensione del file è inferiore alla dimensione della finestra, tali pacchetti verranno trasmessi consecutivamente.

3 Quesito 3 Elencare le principali novità del protocollo HTTP/1.1 rispetto al protocollo HTTP/1.0, illustrandole sinteticamente nello spazio a disposizione. 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7)

4 Quesito 4 Si raffiguri lo scambio (o uno dei possibili scambi) di segmenti tra un client e un server, mostrando in particolare i valori dei flag SYN, ACK, FIN, ed il contenuto dei campi sequence number, acknowledgement number, window. 40kbps 50ms Si assuma: di poter trascurare tutti gli header; MSS pari a 100 byte; buffer presso client e server pari a 150 byte; che la finestra impiegata dal TCP sia quella di ricezione dichiarata dal TCP remoto; che il client debba inviare una richiesta di 50 byte e il server risponda con una risposta di 200 byte; lettura di tutti i dati del buffer da parte dell applicazione server immediata (non appena arrivano i dati); l applicazione client effettua una lettura di 50 byte dal buffer ogni 48 ms (a partire dall invio del SYN); numero di sequenza iniziale scelto dal client pari a 200, numero di sequenza iniziale scelto dal server pari a 350. Si suggerisce di ricostruire prima la sequenza di scambi sulla base della quantità di dati da scambiare e del valore della finestra, e poi di completare con i flag e il contenuto dei campi. Qualora non si riesca a ricostruire la sequenza si svolga l esercizio assumendo per il TCP una modalità di funzionamento stop&wait, ignorando quindi le finestre di ricezione ed assumendo immediata la lettura dei dati da parte delle applicazioni. Quesito 5 Lo studente spieghi estesamente cos è una porta in un protocollo di trasporto, cos è un socket e qual è la relazione tra porte e socket.

40kbps 50ms Si assuma: di poter trascurare tutti gli header; MSS pari a 100 byte; buffer presso client e server pari a 150 byte; che la finestra impiegata dal TCP sia quella di ricezione dichiarata

5 Quesito 6 Si considerino 3 sorgenti dati ON/OFF nella rete in figura. Ciascuna di queste sorgenti può ogni secondo rimanere inattiva o trasmettere un pacchetto da 1000 byte. La generazione dei pacchetti da parte di ogni sorgente è indipendente, ma avviene contemporaneamente. Ogni sorgente genera mediamente r=0.2 pacchetti al secondo. Tutti i collegamenti hanno capacità di un pacchetto al secondo e sono privi di buffer. Il collegamento tra i router R1 e R2 ha un ritardo di propagazione di 1s, gli altri hanno ritardi di propagazione trascurabili, quindi i pacchetti che arrivano da S3 competono con quelli provenienti da S1 e S2 emessi nel secondo precedente. S1 R1 S2 1s R2 S3 Calcolare: il numero medio di pacchetti persi ogni secondo; la probabilità di perdita di un pacchetto. Soluzione Svolgimento A) Consideriamo all istante k cosa ha trasmesso S3 e cosa hanno trasmesso S1 e S2 all istante k-1. È chiaro che viene perso un solo pacchetto se due delle sorgenti hanno trasmesso, vengono persi due pacchetti se tre sorgenti hanno trasmesso. Dal momento che il processo descritto è stazionario non abbiamo bisogno di far riferimento all istante temporale e dal momento che le tre sorgenti sono identiche il problema si riconduce a 3 che condividono un collegamento con capacità pari ad un pacchetto al secondo come indicato nella figura sottostante. S1 S2 R2 S3 Ciascuna delle sorgenti emette ogni secondo con probabilità p=0.2. Il numero atteso di pacchetti persi al secondo è quindi: N drop = 1 x 3 x p 2 x (1-p) + 2 x p 3 = pacchetti/s

Tutti i collegamenti hanno capacità di un pacchetto al secondo e sono privi di buffer.

6 Il numero medio di pacchetti in arrivo al sistema è pari a N in = 3 x p = 0.6 pacchetti/s, quindi la probabilità di perdita di un pacchetto è P drop = N drop / N in 18.7% Svolgimento B) Ciascuna delle sorgenti emette ogni secondo con probabilità p=0.2. Il router R1 scarta mediamente N drop,r1 = p 2 = 0.04 pacchetti/s. Sul link R1-R2 è presente un pacchetto quando almeno una delle due sorgenti trasmette, quindi con probabilità p = 1-(1-p) 2 = 2 p p 2 = 0.36 pacchetti/s. Possiamo considerare il traffico sul link R1-R2 proveniente da una sorgente equivalente S 12 che trasmette ogni secondo un pacchetto con probabilità p. Presso il router R2 un pacchetto viene scartato se S12 e S3 trasmettono contemporaneamente, quindi il numero medio di pacchetti scartati presso R2 è: N drop,r2 = p x p = pacchetti/s. Il numero totale di pacchetti persi nel sistema è allora: N drop = N drop,r1 + N drop,r2 = pacchetti/s. Il numero medio di pacchetti in arrivo al sistema è pari a N in = 3 x p = 0.6 pacchetti/s, quindi la probabilità di perdita di un pacchetto è P drop = N drop / N in 18.7%.

Sul link R1-R2 è presente un pacchetto quando almeno una delle due sorgenti trasmette, quindi con probabilità p = 1-(1-p) 2 = 2 p p 2 = 0.36 pacchetti/s.

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