Politecnico di Milano Advanced Network Technologies Laboratory. Esercizi sul TCP

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1 Politecnico di Milano Advanced Network Technologies Laboratory Esercizi sul TP

2 Notazioni, Unità di Misura [byte] = 8 [bit] [kbyte] = 000 [byte] = 8000 [bit] [Mbyte] = 8 [Mbit] [ms] = 0-3 [s] [µs] = 0-6 [s] [ns] = 0-9 [s]

3 Esercizio Si consideri la rete in Figura in cui tra l host A e l host B sia attivata una connessione TP. Si calcoli l istante di tempo dall attivazione della connessione oltre il quale la trasmissione sul link risulta continua, supponendo header trascurabili link bidirezionali e simmetrici RWND = 4000 byte e SSTHRESH = 400 byte dimensione segmenti MSS = 00 byte dimensione AK = dimensione segmenti per apertura della connessione = trascurabile Quanto tempo occorre per trasferire un file da Kbyte sulla connessione TP sopra specificata (dall istante di trasmissione del primo segmento all istante di ricezione dell AK dell ultimo segmento)? (N.B. byte = 8 bit, Kbyte = 000 byte = 8000 bit, Mb/s = 0 6 bit/s) A =40 Mb/s τ = us R =80 Mb/s τ = us B

4 Soluzione RTT RTT TX continua sul link TX continua sul link se: WT >RTT, quindi W > RTT/T RTT = T T 4τ = 0 [µs] 0 [µs] 4 [µs] = 34 [µs] T =00 x 8 [bit] / 40 [Mb/s] = 0 [µs] W > RTT/T =.7 TX continua sul link dopo RTT.

5 Soluzione RTT RTT TX continua sul link Il file è composto da [Kbyte] / 00 [byte] = 0 MSS Il tempo totale di trasferimento è: T=RTT 8 T RTT 4τ = 8 [µs] Set-Up time

6 Esercizio Si consideri il collegamento in figura A =80 kbit/s τ =0 ms R =? τ =? B A vuole conoscere la capacità e il ritardo di propagazione del link e allo scopo invia a B messaggi di echo: M di lunghezza l=000 [byte], ed M di lunghezza l=500 [byte]; per ognuno di essi misura un Round-Trip-Time (RTT) pari a 780 [ms] e 30 [ms] rispettivamente. Nella risposta, B utilizza messaggi con le stesse lunghezze. alcolare e τ nell ipotesi che le lunghezze degli header siano trascurabili.

7 Soluzione R A B =80 kbit/s τ =0 ms =? τ =? = = τ τ τ τ m m RTT m m RTT

8 Soluzione A =80 Kbit/s τ =0ms R =? τ =? B = = τ = 0 τ τ = τ

9 Soluzione A =80 kbit/s τ =0ms R =? τ =? B τ = τ = = = = kbit/s = 30 ms 8000 = ;

10 Esercizio 3 Si consideri il collegamento in figura I link sono bi-direzionali con ugual capacità nelle due direzioni A τ R τ R 3 τ 3 B 3 Tra A e B è attiva una connessione TP già a regime con MSS=50 [byte] Si assume che RVWND sia minore della WND e pari a 4 segmenti

11 Esercizio 3 Si calcoli il tempo necessario a trasferire una sequenza di byte in arrivo dal livello applicativo lunga 04 [kbit] (dall istante di trasmissione del primo segmento alla ricezione dell AK dell ultimo). Si assuma Lunghezza Header IP: HIP Lunghezza Header TP: HTP Lunghezza Header livelli inferiori: HLL Assenza di errori Nessun altro traffico in rete Lunghezza degli AK trascurabile Qual è il valore della finestra che consentirebbe di avere una trasmissione continua di pacchetti sul link?

12 Soluzione 3 PRIMA DOMANDA 04 [kbit] equivalgono a 3000 [byte] che possono essere divisi in 5 segmenti da 50 [byte] (MSS) iascun pacchetto (sul link) ha una lunghezza complessiva di L=MSS HIP HTP HLL

13 Soluzione L L L RTT τ τ τ = Ttot = (5 / 4) RTT (4 ) L =3RTT 3 L Se RTT L 4

14 Soluzione 3 Altrimenti: la trasmissione è continua e quindi 5 5 Ttot = 5 L RTT

15 Soluzione 3 SEONDA DOMANDA 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: RTT w L w L L L L τ τ τ 3 = 3 5 5

16 Esercizio 4 Si consideri il collegamento il figura tra i due host A e B. A deve trasferire una sequenza di 00 segmenti di lunghezza massima usando TP. Si calcoli il tempo necessario supponendo MSS=000 [bit] Lunghezza degli header di tutti i livelli trascurabile La connessione viene aperta da A e la lunghezza dei segmenti di apertura della connessione è trascurabile La lunghezza degli AK è trascurabile SSTHRESH è pari a 5 MSS

17 Soluzione 4 T=000 [bit] / [Mb/s] = [ms] RTT = 6. [ms] T = 7. [ms] La trasmissione è discontinua fino a che WT < RTT, cioè fino a che W=8 MSS MSS 4 MSS 5 MSS 6 MSS 7 MSS TX continua T transfer = 6.[ms] 6 RTT 75 T 6. [ms] Set up Primi 5 MSS Ultimi 75 MSS =30.6 [ms] AK ultimo MSS

18 Esercizio 5 All istante 0 è attivata una connessione TP tra l host A e l host B. Si calcoli l istante di tempo oltre il quale la trasmissione sul link risulta continua, supponendo header trascurabili link bidirezionali e simmetrici RWND = 4000 [byte] e SSTHRESH = 400 [byte] dimensione segmenti MSS = 00 [byte] dimensione AK=dimensione segmenti per apertura della connessione = 0 [byte] onnessione aperta dal terminale A Quanto tempo occorre per trasferire un file da [kbyte] (dall istante di trasmissione del primo segmento all istante di ricezione dell AK dell ultimo segmento)? (N.B. byte = 8 bit, kbyte= 000 byte = 8000 bit) A =5 Kb/s τ =5ms R =50 Kb/s τ =5ms R 3 =00 Kb/s τ 3 =5ms B

19 Soluzione 5 alcoliamo un po di valori: T =00 x 8 [bit] / 5 [kbit/s] =64 ms, T =½ T =3 ms, T 3 = ½ T = 6 ms RTT= T T T 3 (τ τ τ 3 ) (Tack Tack Tack3) = 3.ms T setup = (Tack Tack Tack3) (τ τ τ 3 ) =.4 ms Il link è il collo di bottiglia, trasmissione è continua sul link quando: WT > RTT quindi W > RTT/ T =3,3 L istante in cui la trasmissione diventa continua è T c = T setup 3 RTT =.4 [ms] [ms] = 75 [ms]

20 Soluzione 5 Il file da trasferire è di [kbyte], equivalenti a 0 MSS. Il tempo per trasferire 0 MSS è: T c = T setup 4 RTT 3 T =.5 [s] ongestion avoidance 4 MSS

21 Esercizio 6 Una connessione TP è usata per trasmettere un file da 39.5 [kbyte] utilizzando i seguenti parametri: MSS=500 [byte] RTT = 500 [ms] timeout T = *RTT. Si assuma che le condizioni iniziali delle finestre siano: RWND = [kbyte] SSTHRESH = 8 [kbyte] WND = 500 [byte] E che inoltre: si verifichi un errore sulla connessione all istante 3 [s] (tutti i segmenti in trasmissione vengano persi) al tempo 4,5 [s] il ricevitore segnali RWND = [kbyte] Si tracci l andamento nel tempo di: WND SSTHRESH RWND Si calcoli il tempo di trasmissione del file

22 Soluzione 6 onviene ragionare in numero di segmenti trasmessi Dimensione File (in MSS) = 39,5 [Kbyte] / 500 [byte] = 79 MSS Dobbiamo trovare il tempo necessario per trasferire 79 MSS RWND = [Kbyte] / 500 [byte] = 4 MSS SSTHRESH = 8 [Kbyte] / 500 [byte] = 6 MSS Timeout = s

23 Soluzione RWND Timeout 0 SSTHRESH MSS WND Secondi Tempo di trasferimento del file, T=8.5s

24 Esercizio 7 Si consideri il collegamento in figura A τ R τ B A deve trasferire un messaggio applicativo di M byte verso B utilizzando UDP 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

25 Esercizio 7 A τ R τ B A deve trasferire un messaggio applicativo di M byte verso B utilizzando UDP ome in a) ma ipotizzando che sul link sia attivo un protocollo di livello riscontrato con meccanismo di ritrasmissione di tipo stop-andwait (lunghezza degli AK trascurabile)

26 Soluzione 7 A τ R Numero di messaggi di lunghezza massima: Lunghezza ultimo messaggio: τ l M n = m = M B M m m

27 Soluzione 7 A τ R τ B Tempo di trasferimento: se l h m h n m h l h l h τ τ

28 Soluzione 7 A τ R τ B Tempo di trasferimento: se l h m h n m h m h l h τ τ

29 Soluzione 7 A τ Tempo di trasferimento: m h R se τ B m h m h τ m h τ τ l h n τ

30 Soluzione 7 A τ Tempo di trasferimento: R se m h n τ l h B m h m h τ l h τ τ

31 Alcune domande Una connessione TP tra due end users direttamente collegati è caratterizzata dai seguenti parametri: = 0 Mb/s MSS = 00 byte RWND = 4 MSS e RWND<< WND Propagation delay τ = ms Dire qual è il ritmo medio di trasmissione (bit/s) della connessione TP. Ripetere il conto nel caso in cui MSS=000 byte ) RTT= 00x8/0 7 τ =.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 TP smaltisce 4 MSS per ogni RTT, per cui il rate medio sarà: R = 4 x 00 x 8 / RTT =,53 Mb/s (circa) ) Nel secondo caso si ha invece: T = 0.8 ms per cui 4 x T = 3, ms, da cui 4 x T > RTT, quindi la trasmissione è continua e la connessione TP sfrutta appieno la capacità del link. In conclusione, R = = 0 Mb/s