Lezione 4. Servizi di rete. Gianluca Reali

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1 Servizi di rete Gianluca Reali

2 Servizi di rete Servizi resi disponibili al LIVELLO 3 di una RETE A PACCHETTO Servizio Datagramma (DG) di tipo connectionless Servizio Chiamata Virtuale (VC) di tipo connection-oriented Servizio Circuito Virtuale Permanente (PVC) di tipo connection-oriented

3 Servizio Datagramma In una rete a commutazione di pacchetto con servizio di rete di tipo DATAGRAMMA, la trasmissione dei pacchetti avviene senza accertare preventivamente la disponibilità dell'utente chiamato all'effettuazione dello scambio informativo. Non esistono le fasi di instaurazione e di abbattimento di una chiamata ed ogni pacchetto è gestito dalla rete indipendentemente dagli altri, anche se fanno parte della stessa comunicazione

4 Servizio Datagramma Possibili inconvenienti: pacchetti fuori sequenza

5 Servizio Datagramma Possibili inconvenienti: Perdita

6 Servizio Datagramma Possibili inconvenienti: Duplicazione

7 Servizio Chiamata Virtuale In una rete a commutazione di pacchetto, il servizio di rete Chiamata Virtuale si articola in tre fasi: instaurazione, dati ed abbattimento (rilascio). fase di instaurazione: a) determinazione del cammino fisico che i pacchetti seguiranno in rete (Funzione di INSTRADAMENTO); TABELLA DI INSTRADAMENTO b) verifica della possibilità di instaurare la connessione (funzione di CONTROLLO DI ACCETTAZIONE DI CHIAMATA) c) ASSEGNAZIONE LOGICA delle risorse di rete; d) assegnazione di opportuni IDENTIFICATORI della chiamata che saranno trasportati da tutti i pacchetti appartenenti alla chiamata stessa

8 Servizio Chiamata Virtuale Fase di instaurazione Assegnazione numero di calale logico Fase di dati Uso tabella di routing

9 ESEMPIO Servizio Chiamata Virtuale E 6

10 Servizio Circuito Virtuale Permanente Si differenzia dal VC nelle fasi di instaurazione e rilascio. Infatti non è previsto l uso della segnalazione, e le procedure sono di tipo manuale Si instaura sulla base di un contratto stipulato fra utente e operatore di rete

11 Confronto fra i servizi di rete Caratteristica Instradamento Indirizzamento Controllo Sequenza Throughput Complessità nodi Controllo di cong. Guasto a un nodo Datagramma Indipendente per pacchetto Sorgente - Destinazione Assente Minore (rete scarica?) Minore Difficile, spesso assente Perdita, duplicazione Circuito Virtuale Fisso nella chiamata ID del canale logico Implicito Maggiore (?) Maggiore Relativamente facile Reset VC passanti per il nodo

12 Algoritmi di instradamento

13 Algoritmi di instradamento Centralizzati con tabelle un centro di controllo determina le tabelle per tutti i nodi e le distribuisce Distribuiti con tabelle ogni nodo costruisce la propria tabella cooperando con gli altri nodi dinamico Isolati senza tabelle ogni nodo determina il percorso prima della trasmissione

14 Algoritmi Distance Vector Ogni nodo dispone di una tabella delle distanze minime da ogni altro nodo e la via di uscita corrispondente Ogni nodo comunica la sua tabella ai nodi adiacenti periodicamente Ogni nodo aggiorna la propria tabella combinandola con le informazioni contenute nelle tabelle ricevute dai nodi adiacenti

15 Algoritmi Distance Vector

16 Algoritmo di Bellman-Ford Si costriusce un albero dei cammini a costo minimo a partire da un nodo sorgente s. D jh : COSTO della via a costo minimo dal nodo s al nodo j con alpiù h salti. d ij : COSTO del collegamento diretto tra i nodi i e j. Se i due nodi non sono connessi si pone d ij = 1) 2) 3) D D if h j h j h = 0 = j s = h min ( h = h ) max = h + 1 else go to 2 { h 1 h 1 D + d, D } i stop ij j

17 Algoritmo di Bellman-Ford h=1 h=2 h=3 h=4

18 Algoritmo Link-State Ogni nodo misura la distanza verso i propri vicini e la comunica a TUTTI gli altri nodi della rete con instradamento di tipo flooding Ogni nodo calcola il PERCORSO a costo minimo verso tutti gli altri nodi della rete (albero dei percorsi a costo minimo) Ogni nodo costruisce la propria tebella di instradamento sulla base dell albero

19 Algoritmo di Dijkstra Si costriusce un albero dei cammini a costo minimo a partire da un nodo sorgente s. D j : COSTO della via a costo minimo dal nodo s al nodo j d ij : COSTO del collegamento diretto tra i nodi i e j. Se i due nodi non sono connessi si pone d ij = N: insieme dei nodi della rete M: insieme corrente dei nodi dell albero V(M): insieme dei nodi adiacenti all insieme M, ovvero raggiungibili con un solo salto da almeno uno dei nodi contenuti in M.

20 Algoritmo di Dijkstra 1) 2) 3) M D j D j = = { s} d sj = Select k V D j V M ( M ) min if M = N stop else go to 2 j = ( M ) otherwise = : M D {} k { D } j ( M ) min { D, D + d } j V ( M ) j + k = k j V kj

21 Algoritmo di Dijkstra

22 Aspetti fondamentali: Portata Tipologia Tecnica di controllo Controllo di congestione e di flusso

23 Controllo di congestione e di flusso Portata Controllo di accesso descrittori di traffico Controllo internodo (hop-by-hop o edge-to-edge) Controllo end-to-end Tipologia Metodi reattivi (feedback) Metodi preventivi (catena aperta) Tecnica di controllo Credit-based Rate-Based

24 Tecnica credit-based Sliding window (catena aperta o chiusa) A livello 4 agisce sulla sorgente A livello 3 agisce sul flusso A livello 2 agisce sull aggregato Sliding window con credito esplicito Il ricevitore comunica al trasmettitore quanti byte è in grado di ricevere a partire da un dato numero di sequenza. Si usa a strato 4 (TCP). Sliding window a catena aperta (la finestra si chiude automaticamente se non sono ricevuti gli ACK.

25 Tecnica credit-based L uso di tecniche credit-based per il controllo della congestione consiste nel regolare l apertura e la chiusura delle finestre in funzione della ricezione o della mancata ricezione degli ACK. Sia W la massima apertura della finestra Legge additiva: W new =min(w old +K, W), W new =max(w old -K, 0) Legge moltiplicativa: W new =αw old α>1 apertura α<1 chiusura I due approcci possono essere combinati (TCP congestion avoidance: apertura additiva, chiusura moltiplicativa)

26 Tecniche rate-based Leaky bucket Token bucket

27 Tecniche rate-based Sorgente VBR Lp=25 Kbyte 1 burst=4 P. Leaky bucket Token bucket

28 Tecniche rate-based Sorgente VBR Lp=25 Kbyte 1 burst=4 P. Leaky bucket P=1 Mbps Token bucket P=1 Mbps

29 Dual Leaky-Bucket TB LB B TS P s B TS r s r s P s

30 Dual Leaky-Bucket b c B TS r s P s b Ps c BTS = P r s s b B TS r s P s c

31 Multiplexing DLB 1 B DLB 2 C... DLB k b Es. Fair-Share C = c B b c

32 Capacità Equivalente e Banda Equivalente b B TS Ps c BTS = b P r s s C = c B b b 0 r s c 0 P s c c b 0 0 D = = max D D max max B = C PS B ( P r c 0 S TS S ) + B TS