Lezione 20TCP, algoritmi parte 2

Data: mercoledì 9 aprile 2025 · Fonte: slide del corso Internet, UniPD (TCP: algoritmi, parte 2)

Argomenti trattati

1. Tahoe: ritrasmissione rapida (fast retransmit) dopo $K=3$ dupACK, ripartenza con cwnd $=1$ come in un timeout.
2. Reno: recupero rapido (fast recovery): ssthresh $=\text{cwnd}/2$, cwnd $=\text{ssthresh}+3$, $+1$ a ogni dupACK successivo, a un ACK nuovo cwnd $=\text{ssthresh}$ e congestion avoidance.
3. NewReno: variabile recover, ACK parziali ($\text{cwnd}=\text{cwnd}-n_{\text{acked}}+1$), recupero di più perdite nella stessa finestra; esempio numerico con due pacchetti persi.
4. SACK: opzione TCP (kind 4 e 5), blocchi di byte ricevuti (fino a $n=4$, o 3 con i timestamp), algoritmo con la variabile pipe.
5. Confronto Tahoe, Reno, NewReno, SACK: quattro perdite in una finestra, tabella riassuntiva.
6. Esercizi di trasferimento TCP con slow start, congestion avoidance, perdita e timeout, flusso continuo e finestra del ricevitore.

Teoria

• TCP - controllo di congestioneLa congestione nasce quando collegamenti veloci alimentano un collegamento lento: le code dei router si riempiono, i pacchetti si perdono o ritardano e, nel caso peggiore, la rete collassa (quasi solo ritrasmissioni). TCP controlla la propria finestra di congestione cwnd con il feedback delle perdite (timeout o tre ACK duplicati): slow start (cwnd raddoppia a ogni RTT) fino alla soglia ssthresh, poi congestion avoidance (+1 MSS per RTT); a ogni perdita ssthresh = W/2. Le varianti si distinguono per come reagiscono ai tre dupACK: Tahoe riparte da cwnd = 1 dopo la ritrasmissione rapida; Reno usa il fast recovery (ssthresh = cwnd/2, cwnd = ssthresh + 3, +1 per ogni altro dupACK); NewReno gestisce gli ACK parziali e recupera più perdite nella stessa finestra; SACK riscontra i blocchi ricevuti e ritrasmette solo quello che manca.TCP - controllo di congestione → — Tahoe, Reno, NewReno, SACK, grafico di cwnd
• TCP - connessione, affidabilità e controllo di flussoTCP (Transmission Control Protocol) è il protocollo di trasporto con connessione e affidabile: trasforma il servizio senza connessione e inaffidabile di IP in un flusso di byte ordinato, senza errori né duplicati. La connessione si apre con l'handshake a tre vie (SYN, SYN+ACK, ACK) e si chiude con tre o quattro segmenti (FIN). I byte sono numerati: il numero di sequenza è quello del primo byte del segmento, il numero di ACK (cumulativo) è il prossimo byte atteso. Il mittente può inviare $\min(\text{rwnd},\text{cwnd})$ byte non ancora confermati; rwnd (finestra del ricevitore, in un campo di 16 bit) è il controllo di flusso. L'errore si gestisce con checksum, ACK, timeout di ritrasmissione (RTO) e ritrasmissione rapida dopo tre ACK duplicati. Per usare tutto il canale la finestra deve valere almeno il prodotto banda-ritardo (BDP); il throughput massimo è $\text{MSS}\cdot W_{\max}/\text{RTT}$.TCP - connessione, affidabilità e controllo di flusso → — ritrasmissione rapida e dupACK

Esercizi

• Esercizio - TCP con finestra del ricevitore di 4 segmenti su tre collegamenti
• Esercizio - TCP con perdita di finestra e riduzione di rwnd
• Esercizio - capacita e ritardo di propagazione di un collegamento con due messaggi echo
• Esercizio - TCP e stop-and-wait su tre collegamenti, messaggio da 100 kB

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