Lezione 37Esercizi per l'esame, simulazione 1 esercizio 2 e simulazione 2 esercizio 1

Data: martedì 27 maggio 2025 · Fonte: slide e laboratori del corso Internet, UniPD

Argomenti trattati

1. Simulazione 1, esercizio 2: indirizzi di tre LAN, tabelle di Router 1 e Router 2, sottoreti di LAN B.
2. Simulazione 2, esercizio 1: sei pacchetti con traffico concorrente e TCP con finestra del ricevitore limitata.
3. Altri temi d'esame: i quattro appelli del 2019-20, usati come esercizi di preparazione.

Teoria

• Subnetting e supernettingIl subnetting divide un blocco di indirizzi in sottoblocchi più piccoli allungando la maschera ($n_{\text{sub}}=n_{\text{rete}}+s$, con $2^s$ sottoreti); il supernetting (aggregazione CIDR) fa l'opposto, accorciando il prefisso per unire blocchi contigui in uno più grande. Regole di progetto: ogni sottorete ha un numero di indirizzi potenza di 2 ($M=2^k\ge$ host richiesti $+2$), prefisso $n=32-k$, indirizzo iniziale multiplo di $M$; si assegnano prima le sottoreti più grandi. Per aggregare $2^j$ blocchi di prefisso $n$ servono blocchi contigui il cui primo indirizzo sia multiplo della dimensione dell'aggregato, e il nuovo prefisso è $n-j$.Subnetting e supernetting →
• Instradamento e inoltroL'inoltro (forwarding) mette il pacchetto sulla strada verso la destinazione, un salto alla volta (hop by hop). Se la destinazione è nella stessa rete del mittente l'inoltro è diretto (si usa l'ARP per il MAC del destinatario), altrimenti è indiretto: il pacchetto va al router successivo (next hop) indicato dalla tabella di instradamento, o al default gateway. Con le netmask: l'inoltro è diretto attraverso l'interfaccia $x$ se $\text{IP(dst)}\ \text{AND}\ \text{NM}(x)=\text{IP}(x)\ \text{AND}\ \text{NM}(x)$; altrimenti si scorre la tabella dalla maschera più lunga (longest prefix match) e si usa il primo match. La riga con rete $0.0.0.0$ e maschera $0.0.0.0$ (default route) corrisponde sempre. L'aggregazione di rotte (route aggregation) riduce la tabella, e nell'inoltro con etichette (MPLS) la tabella si consulta per indice.Instradamento e inoltro →
• 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 →
• Commutazione di circuito e di pacchettoUn nodo di commutazione (switch) può collegare ingresso e uscita in tre modi. Commutazione di circuito: si stabilisce prima un collegamento fisico dedicato (rete telefonica), tempo di consegna $T=3Nt_p+Nt_s+M/R$. Commutazione di pacchetto a datagramma: il messaggio è diviso in $K$ pacchetti con intestazione, ognuno è instradato indipendentemente con store-and-forward, $T=Nt_p+(N+K-1)\frac{M/K+H}{R}$, con $K_{ott}=\sqrt{(N-1)M/H}$. A circuito virtuale: tre fasi (setup, dati, chiusura), connessione logica dedicata ma senza risorse dedicate, identificatore locale che cambia a ogni salto.Commutazione di circuito e di pacchetto →

Esercizi

• Esercizio - Indirizzi di tre LAN, tabelle di Router 1 e Router 2 e sottoreti di LAN B
• Esercizio - Sei pacchetti con traffico concorrente e TCP con rwnd limitata
• Esercizio - Messaggio da 225 KB con UDP e con TCP Reno, anche con il terzo segmento perso
• Esercizio - Blocco 131.175.208.0-21 con quattro LAN e inoltro di quattro pacchetti
• Esercizio - Cinque pacchetti da A e B e TCP da 18,75 KB su collegamenti da 100 a 1000 kbps
• Esercizio - Inoltro di tre pacchetti e piano di indirizzamento di un blocco 13.14.0.0-16
• Esercizio - RTT e swnd, TCP da 100 KB e stop-and-wait su ogni collegamento
• Esercizio - Inoltro di quattro pacchetti, rete da 1014 host e sottoreti da 34 nodi

Lezione precedente: Lezione 36 · Esercizi per l'esame, simulazione 3 esercizio 2 e simulazione 1 esercizio 1