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Presentazione in Power Point della Tesi

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Presentazione in Power Point della Tesi
POLITECNICO DI BARI
I Facoltà di Ingegneria
Corso di Laurea in Ingegneria delle Telecomunicazioni
Tesi di Laurea
MODELLO FLUIDO DELL’ “EXPLICIT CONTROL PROTOCOL”
UTILIZZANDO SIMULINK/STATEFLOW
Relatore:
Chiar.mo Prof. Ing. Saverio MASCOLO
Correlatore:
Dott. Ing. Luca DECICCO
Laureando:
Giuseppe BRUSCELLA
ANNO ACCADEMICO 2004/2005
Obiettivi:




Analisi del protocollo XCP (eXplicit Control
Protocol)
Modellazione
XCP
dell’algoritmo
Osservazione
degli
variabili del sistema
di
controllo
andamenti
delle
Verifica di instabilità al crescere del ritardo
Cos’è XCP?

E’ un protocollo di controllo di congestione delle
reti internet ideato da Dina Katabi nel 2003

Si basa su un meccanismo di retroazione

E’ window-based e best effort


La rete informa esplicitamente lo stato di
congestione al sender il quale modifica
proporzionalmente la sua congestion window
(cwnd)
Ruolo importante assunto dal router
La struttura

Nuovo livello protocollare di 20 bytes tra IP header e TCP
header
Livello del
protocollo
successivo
Grandezza del
pacchetto
Versione XCP
Formato
RTT
cwnd
Round trip
time
Throughput
desiderato
dal sender
Valore del
Delta_Th
ricevuto
dal
receiver
Congestion header
Idea di base:
Separazione tra controllo di efficienza e controllo di fairness
Utilizzazione
elevata;
Piccole code;
Poche perdite;
Allocazione di
banda imparziale
Come avviene la separazione dei controllori


Controllo di efficienza:utilizza una politica MIMD
in cui si incrementa/decrementa il rate del traffico
proporzionalmente alla banda disponibile
Controllo di fairness:utilizza una politica AIMD in
cui si incrementa linearmente e si decrementa in
maniera drastica
Funzionalità di XCP
Round
Trip Time
Round Trip
Time
Congestion
Congestion
WindowWindow
Feedback
Feedback=
Feedback
+ 0.1 packet
Congestion Header
Funzionalità XCP
Round Trip Time
Congestion Window
Feedback ==
0.3 packet
+- 0.1
Funzionalità
Congestion Window = Congestion Window + Feedback
XCP completa ECN (Explicit Congestion
Notification)
I routers calcolano il feedback che verrà
distribuito dal controllore di fairness
proporzionalmente al throughput dei vari
flussi
Come avviene il calcolo del feedback da
parte del router XCP
Controllore di Efficienza
Controllore di Fairness
Obiettivo: massimizzare
l’utilizzo del link
Obiettivo: Ripartire Φ su ogni
pacchetto per raggiungere la
fairness
Osserva lo stato del flusso
tramite la Congestion
AIMD
Header
Algoritmo:
Se Φ > 0  Ripartire Φ in
maniera omogenea sui flussi
Se Φ < 0  Ripartire Φ
proporzionalmente al
throughput di ogni flusso
Si basa solo su traffico
aggregato
MIMD
Algoritmo:
L’allocazione del feedback
dipende da Φ
Φ ~ Banda Disponibile
Φ ~ -Livello di Accodamento
Φ =  davg Spare -  Queue
Modellazione dell’algoritmo XCP

Per la modellazione è stato utilizzato il software
Matlab con gli applicativi Simulik e Stateflow
Modelli realizzati:
Singola
connessione
Doppia
connessione
Tripla
connessione
Schema a singola connessione
min u t , B   qt   0
d t   
B  qt   0
Schema a singola connessione
0  qt   C  qt   C  u t   d t 
ot   
u t   d t   qt   C  u t   d t 
Doppia e Tripla connessione
Simulazioni singola connessione(1)

Banda data costante
Rtt=200ms


Con
RTT=500ms
si
hanno perdite di circa
5400 pacchetti
Andamento a regime
dopo più di 60s
Rtt=500ms
Simulzioni singola connessione(2)

Banda data variabile
Rtt=200ms
Perdite totali di circa 7400
pacchetti

Rtt=500ms
Simulazioni doppia connessione

Banda costante

Banda variabile
RTT1=200ms
RTT1=200ms
RTT2=100ms
RTT2=100ms
RTT1=600ms
Perdita di 3300 pacchetti
Oscillazioni più accentuate
RTT1=400ms
RTT2=200ms
RTT2=300ms
Simulazioni tripla connessione

Banda costante

Banda variabile
RTT3=300ms
RTT3=300ms
RTT2=200ms
RTT2=200ms
RTT1=100ms
RTT1=100ms
RTT3=600ms
RTT3=600ms
Oscillazioni molto accentuate
Perdita di 260 pacchetti
RTT2=400ms
RTT2=400ms
RTT1=200ms
RTT1=200ms
Conclusioni
Sono
state
effettuate
diverse
simulazioni variando banda e ritardi
di propagazione
 All’aumentare del ritardo crescono le
instabilità del sistema
 Aumentando il numero di flussi il
sistema va a regime più lentamente
 L’
instabilità porta a perdite di
pacchetti più accentuate

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