RETI DI CALCOLATORI II

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RETI DI CALCOLATORI II

Facoltà di Ingegneria Università degli Studi di Udine

Ing. DANIELE DE CANEVA

RETI DI CALCOLATORI II

Facoltà di Ingegneria Università degli Studi di Udine

a.a. 2009/2010

ARGOMENTI DELLA LEZIONE

ROUTING MULTICAST oIGMP

oTECNICHE oPROTOCOLLI REALI

RETI P2P

oDIRECTORY CENTRALIZZATA oDIRECTORY DISTRIBUITA oRETI IBRIDE

ROUTING MULTICAST

ROUTING MULTICAST

Broadcast: la destinazione corrisponde a tutti i nodi

Multicast: la destinazione è sottoinsieme di nodi della rete

applicazioni tipo: distribuzione degli aggiornamenti del software, streaming eventi e conferenze, giochi distribuiti multiplayer

ROUTING MULTICAST

“indirettezza dell’indirizzo”: un identificatore viene utilizzato per contraddistinguere un gruppo di destinazione

Internet utilizza indirizzi di classe D

! problematiche:

modalità fondazione/scioglimento del gruppo

modalità di adesione

privacy/conoscenza reciproca tra i partecipanti

ROUTING MULTICAST -IGMP

IGMP (Internet Group Management Protocol)

Opera localmente tra l’host e il router al quale è direttamente connesso

CARATTERISTICHE:

• attualmente nella ver 2 definita nella RFC 3376

• permette all’host di avvisare il router che vuole far parte di un certo gruppo

• messaggi incapsulati dentro IP (tipo di protocollo = 2)

3 tipi di pacchetti:

• membership_query: il router chiede a tutti gli host collegati al link se aderiscono a particolare gruppo

• membership_report: un host dichiara interesse a partecipare a un gruppo

può essere mandato senza attendere richiesta del router

• leave_group: opzionale!!!

principio del soft-state: lo stato viene alterato da un

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NOTE:

• opera solo localmente

• adesione è guidata dal destinatario!

chi trasmette non può controllare partecipanti

l’host non conosce gli altri appartenenti al gruppo

ROUTING MULTICAST -TEORIA

obiettivo: trovare l’albero che collega tutti i router connessi agli host appartenenti al gruppo multicast

APPROCCI:

• albero condiviso: analogo al broadcast con albero di copertura

un unico albero formato per mezzo di messaggi di adesione unicast

critico come selezionare il centro dell’albero

ROUTING MULTICAST -TEORIA

• albero basato sull’origine: un albero per ogni mittente

analogo a RPF dove il trasmittente costituisce la radice dell’albero

pruning: un router può scollegarsi dall’albero per mezzo di messaggi di potatura

se un router riceve un pacchetto di potatura da tutti i router downstream allora può inviare richiesta di potatura al router upstream

ROUTING MULTICAST -PROTOCOLLI

DVMRP (Distance Vector Multicast Routing Protocol)

CARATTERISTICHE

• definito in RFC 1075

• tecnica dell’albero basato sull’origine con RPF e potatura

algoritmo DV per calcolare il link che si trova sul percorso minimo da ciascuna possibile origine

mantiene lista router downstream per eventuale richiesta di potatura in upstream

il messaggio di potatura ha validità di 2 ore

possibili messaggi di innesto per rimuovere potatura

ROUTING MULTICAST -PROTOCOLLI

PIM (Protocol Independent Multicast)

CARATTERISTICHE

• definito in RFC 2362

• prevede 2 scenari:

modalità densa: i membri del gruppo sono concentrati in un’area

o RPF flood-and-prune, concettualmente simile a DVMRP

modalità sparsa: il numero dei router con membri del gruppo è piccolo rispetto al totale dei router

ROUTING MULTICAST

DIFFUSIONE E PROBLEMATICHE Diffusione e problemi

• non esiste protocollo unico per tutti gli AS

regole di interoperabilità per i principali protocolli multicast (RFC 2715)

! devono accordare approcci completamente differenti dei diversi protocolli

• attualmente si preferiscono sovrastrutture con

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PEER TO PEER

P2P (PEER-TO-PEER)

Dal 2004 il traffico P2P è diventato maggiore rispetto a qualsiasi altra applicazione

VANTAGGI:

• banda

• capacità di memorizzazione

• CPU

PROBLEMATICHE:

• utenti non stabili e con IP non fisso

• localizzazione contenuti

PEER TO PEER -NAPSTER

DIRECTORY CENTRALIZZATA - NAPSTER CARATTERISTICHE:

• ogni peer informa il server centrale del proprio indirizzo e dei contenuti posseduti

notifica di scollegamento da parte dei peer

sistema di query periodiche per controllare attività

• il server centrale mantiene un database che associa contenuto ad elenco di indirizzi IP

DIRECTORY CENTRALIZZATA - NAPSTER ^P^EER TO PEER -NAPSTER

DIRECTORY CENTRALIZZATA - NAPSTER

DIRECTORY CENTRALIZZATA - NAPSTER ^P^EER TO PEER -NAPSTER

DIRECTORY CENTRALIZZATA - NAPSTER SVANTAGGI:

• single point of failure

• collo di bottiglia per le prestazioni

! database centralizzato ampio e performante

• diritti d’autore

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PEER TO PEER -GNUTELLA

GNUTELLA

• approccio completamente distribuito

• specifiche del protocollo scarne

• i peer formano un’overlay network

• grafo con collegamenti tra i nodi non corrispondenti a link fisici

un singolo peer è connesso a meno di altri 10 nodi

OVERLAY NETWORK

OVERLAY NETWORK BOOTSTRAP:

1. il client A mantiene una lista di nodi che fanno spesso parte della rete o contatta un sito Gnutella con tale lista 2. A tenta di connettersi ai peer della lista fino a quando

non ha successo (connessione con nodo B) 3. A invia a B un Gnutella-Ping con campo contatore 4. B inoltra il messaggio ai vicini, i quali lo inoltrano a loro

volta e così via fino a quando il contatore non si azzera

OVERLAY NETWORK BOOTSTRAP:

6. i client che ricevono il messaggio rispondono con un messaggio Gnutella-Pong contenente il loro IP

attraverso la rete di copertura fino ad A

7. A si connette via TCP con un certo numero di client che hanno risposto

numero non stabilito dallo standard

OVERLAY NETWORK QUERY FLOODING:

• Gnutella-Query inviato a tutti i vicini

1. se client ha il contenuto allora risponde con messaggio Quer-Hit (nome file, dimensione) attraverso l’overlay network

2. connessione TCP diretta con nodo scelto dall’elenco

HTTP GET esterna all’overlay network

OVERLAY NETWORK

SVANTAGGI:

• scalabilità: l’overlay network viene inondata dal query flooding

soluzione: query flooding limitato

• quando il campo di conteggio diventa pari a 0 la query non viene inoltrato oltre

! meno traffico ma meno contatti: altra probabilità di

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PEER TO PEER -KAZAA

KaZaA

sviluppatori Niklas Zennström e Janus Friis (..Skype)

• tecnologia proprietaria, traffico di controllo è criptato

• fonde le due tecniche precedenti

non ci sono server dedicati

peer con più banda designati come peer-leader e sovrintendono ad alcune centinaia di nodi

PEER TO PEER -KAZAA

KaZaA

PEER TO PEER -KAZAA

KaZaA

• client stabilisce connessione TCP verso leader del gruppo e vengono comunicati i contenuti messi in condivisione

o creato un database con contenuti – elenco IP analogo a un hub napster

PEER TO PEER -KAZAA

KaZaA

• i leader si collegano tra loro in TCP -> rete simile a gnutella

o rete simile a gnutella

o condivisione contenuti tra i vari gruppi

fusione dei database

query specifiche (come gnutella ma il flooding avviene a livello di supernodi)

contattati tutti i peer con poco traffico!

PEER TO PEER -KAZAA

TECNICHE AGGIUNTIVE:

• accodamento delle richieste: limite al numero di upload per garantire banda accettabile

• incentivo di priorità: basato sul comportamento dell’utente

tecniche anti-leech

• download parallelo: utilizzo di HTTP GET con byte range