Prova completa - Rete Internet (ing. Giovanni Neglia) Lunedì 25 Giugno 2007

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1 Prova completa - Rete Internet (ing. Giovanni Neglia) Lunedì 25 Giugno 2007 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 supponga di dover configurare la rete rappresentata in figura assegnando a ciascun host un pubblico della rete di classe C Si minimizzi il numero di indirizzi IP impiegati, in modo da avere già a disposizione delle sottoreti per eventuali ampliamenti. L indirizzo IP ( ) verso la rete esterna si suppone assegnato dal provider. Lo studente attribuisca un identificativo a ciascuna sottorete (per esempio A, B, C, ) e lo riporti in figura, assegni gli indirizzi IP a ciascuna sottorete e ai router. Lo studente completi quindi la tabella riassuntiva riportata di seguito, specificando l identificativo della sottorete, l indirizzo della sottorete e la relativa maschera (in notazione decimale dotted), gli indirizzi IP per eventuali interfacce dei router sulla sottorete considerata. Infine si compili la tabella di routing del router R1, specificando per ogni sottorete l indirizzo di rete, la maschera, il next hop o gateway e l interfaccia da impiegare sul router R1. Si aggreghino ove possibile gli instradamenti relativi a sottoreti distinte. Edificio A Edificio B 28 PC 12 PC Internet Pubblica R1 R2 R3 R4 Edificio C 75 PC

2 La rete A richiede 31 indirizzi quindi un /27. La rete B richiede 17 indirizzi quindi un /27. La rete C richiede 78 indirizzi quindi un /25. La rete LAN richiede 6 indirizzi quindi un /29. Possiamo assegnare A /27 B /27 C /25 LAN /29 identif. sottorete indirizzo IP sottorete maschera sottorete A B C LAN router R1.65 router R router R router R4.129 Tabella di routing di R1 sottorete maschera sottorete gateway/next hop Interfaccia

3 Quesito 2 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 5000 byte e dimensione massima del pacchetto pari a 1000 byte. Si trascurino tutti gli header. 1) Se il secondo collegamento ha capacità pari a 6Mbps, la sorgente riesce a trasmettere alla massima velocità permessa dal percorso da S a D? (Qual è questa velocità?) 2) Si calcoli per quale intervallo di valori di capacità del secondo collegamento la sorgente S riesce a trasmettere alla velocità massima permessa dal percorso da S a D. 3) Si calcoli il tempo di trasferimento da S a D di un file di dimensione pari a 2500 byte assumendo che il secondo collegamento abbia capacità pari a 6Mbps,. S Router 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 router 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 + RTT 0 La massima velocità cui la sorgente può trasmettere è C 2, al fine di poter trasmettere a tale velocità deve essere C 2 [PSIZE/C 1 + PSIZE/C 2 + RTT 0 ] W La precedente disuguaglianza non è verificata, quindi per C 2 = 6 Mbps, la sorgente non riesce a trasmettere alla massima velocità del percorso. 2) La velocità di trasmissione massima è il minimo tra C 1 e C 2, e la sorgente riesce a trasmettere alla massima velocità se min{c 1,C 2 } [PSIZE/C 1 + PSIZE/C 2 + RTT 0 ] W Questo porta a considerare a) C 1 < C 2 e C 1 [PSIZE/C 1 + PSIZE/C 2 + RTT 0 ] W b) C 2 C 1 e C 2 [PSIZE/C 1 + PSIZE/C 2 + RTT 0 ] W La seconda disuguaglianza in a) è sempre non soddisfatta (per C 2 >0) in quanto C 1 [PSIZE/C 1 + PSIZE/C 2 + RTT 0 ] PSIZE + C 1 RTT 0 = 8000 > W Dalla seconda disuguaglianza in b) si ricava C 2 (W PSIZE) / (PSIZE/C 1 + RTT 0 ) = 4 Mbps Questo risultato è in accordo con quanto ricavato nel punto 1).

4 3) Il file verrà trasmesso mediante due pacchetti di dimensione massima ed uno di dimensione pari a 500 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 + FSIZE/C 2 + ( ) 7.8 ms Quesito 3 Relativamente al protocollo TCP F il software TCP non effettua la frammentazione dello stream dati proveniente dall applicazione V una connessione viene creata mediante l impiego di 3 messaggi F una connessione deve essere chiusa simultaneamente da client e server V l algoritmo di Nagle serve a limitare il numero di pacchetti piccoli nella rete V in una situazione di silly window vengono generati molti pacchetti piccoli nella rete

5 Quesito 4 a) Cos è il persistent HTTP e quali sono i suoi vantaggi/svantaggi? b) Cosa si intende per pipelining in HTTP e quali sono i suoi vantaggi/svantaggi? a) b) Quesito 5 Lo studente spieghi cos è una distributed hash table.

6 Quesito 6 Si consideri lo scenario rappresentato nella seguente figura.! " RTT int =10ms RTT ext,0 =100ms Si assuma che tutto il traffico generato dalla rete locale (LAN) consista in traffico web con richieste HTTP di dimensione media pari a 50 byte e risposte HTTP di dimensione pari a 500 byte. Il protocollo TCP impiegato è TCP Reno con Maximum Segment Size pari a 1460byte. L esercizio è diviso in due parti, esse possono essere svolte indipendentemente. Parte A. Si raffiguri lo scambio completo (o uno dei possibili scambi) di segmenti tra un client sulla LAN e un webserver e si completi la seguente tabella assumendo che il numero di sequenza iniziale del client e del server siano rispettivamente 100 e 200. Nella tabella occorre specificare nell ordine 1) l identificativo del segmento, 2) se il segmento viene inviato dal client al server o viceversa, 3,4,5) il valore dei bit SYN, ACK e FIN, 6) il valore del capo sequence number, 7) il valore del campo acknowledgement number, 8) i numeri di sequenza corrispondenti ai byte dati trasmessi. Id. segm. C->S/ S->C SYN ACK FIN Sequence number Ack number Bytes 1 C->S S->C C->S S->C C->S Parte B. Si trovi se per un intensità del traffico pari a 90 richieste al secondo è conveniente l impiego di un proxy con cache. A tal fine si assuma che: il costo di gestione del proxy sia di 20 al giorno; il costo imputabile alla latenza nel ricevere una pagina web sia di 10-4 per ogni secondo di attesa;

7 l hit rate del proxy sia pari al 20% indipendentemente dall intensità del traffico; si assuma che la richiesta HTTP venga inserita nel terzo pacchetto del three way handshake del TCP. Per semplicità: si trascurino gli header IP e TCP; si trascurino i tempi di trasmissione eccetto il tempo di trasmissione sul collegamento di accesso ad Internet della rete locale; si trascurino tutti i ritardi di accodamento nella rete locale e nell Internet pubblica, eccetto quello in downlink sul collegamento di accesso ad Internet della rete locale (RTT ext,0 indica il Round Trip Time medio verso i web server esterni senza considerare tempi di trasmissione e ritardi di accodamento); per il calcolo del ritardo di accodamento sul collegamento di accesso si consideri valida l approssimazione ottenibile mediante una coda M/M/1/; si trascurino tutti i tempi di processamento: dei router, dei web server, del proxy. Soluzione RSIZE = 50 byte PSIZE = 500 byte QD = ritardo di accodamento in downlink sul collegamento di accesso rt = numero totale di richieste al secondo = 90 richieste al secondo r = numero di richieste al secondo che vengono servite dai webserver esterni CF = costo fisso = 20 euro al giorno c = costo per secondo di attesa = /s Calcoliamo il tempo necessario affinché il browser possa visualizzare una pagina. L intera pagina potrà essere inviata con un singolo segmento, quindi tale tempo è pari a 1 RTT + RSIZE/C + 1 RTT + PSIZE/C, dove C è pari a 400kbps nel caso in cui la pagina viene scaricata dal server o se viene scaricata dal proxy. Nel caso di scaricamento dal proxy RTT=RTT int = 10ms, altrimenti RTT=RTT ext,0 + 2 QD Valutiamo QD. Il collegamento ha una capacità C = 400kbps ovvero di 100 pacchetti al secondo (considerando che in downlink gli unici pacchetti di dimensione non trascurabile sono le pagine con dimensione pari a 500 byte). Il numero medio di pacchetti in coda è pari a /(1-), dove è il coefficiente di utilizzazione del collegamento pari a = r*psize/c Nel caso di assenza di proxy r = rt = 90 richieste/s t = 90 * 500*8/ = 90 / 100 = 0.9 e ci sono mediamente 9 pacchetti in coda con un ritardo di coda medio QD(rt) = 90ms ed il tempo di scaricamento risulterà pari a T(senza proxy) = 2* *90 ms = 391 ms. In presenza di proxy r = 0.8 rt = 72 richieste/s r = 72 * 500*8/ = 90 / 100 = 0.72 e ci sono mediamente 2.57 pacchetti in coda con un ritardo di coda medio QD(rt) = 25.7ms.

8 Il tempo di scaricamento in presenza di proxy sarà quindi pari a 2 * 10 ms quando la pagina viene scaricata dal proxy e 2* *25.7 ms = ms quando viene scaricata dai webserver. Il tempo medio risulterà essere allora T(con proxy) = 0.2 * * ms 214 ms Confrontiamo infine i rispettivi costi In presenza di proxy: CF + N c T(con proxy) In assenza: N c T(senza proxy) Dove N è il numero medio di richieste servite in un giorno ovvero rt * 24 * 60 * 60 = Quindi il proxy è conveniente se CF < N c (T(senza proxy)- T(con proxy)) Dal momento che CF = 20, l impiego del proxy risulta conveniente in tale caso.