Administração e Projeto de Redes Material de apoio Atrasos e Perdas em Rede Cap.11 19/01/2010

Esclarecimentos Esse material é de apoio para as aulas da disciplina e não substitui a leitura da bibliografia básica. Os professores da disciplina irão focar alguns dos tópicos da bibliografia assim como poderão adicionar alguns detalhes não presentes na bibliografia, com base em suas experiências profissionais. O conteúdo de slides com o título “Comentário” seguido de um texto, se refere a comentários adicionais ao slide cujo texto indica e tem por objetivo incluir alguma informação adicional aos conteúdo do slide correspondente. Bibliografia básica: KUROSE, James F.; ROSS, Keith. Redes de Computadores e a INTERNET - Uma nova abordagem. Pearson. : , 2004.

Perda de pacotes Buffer de saída: Quando a fila no buffer de saída não consegue acomodar todos os pacotes que gostariam de ser transmitidos ele deixa de aceitar mais pacotes a transmitir para a rede ou simplesmente os descarta. Buffer de entrada: Quando um pacote chega a uma fila de entrada já cheia ele é descartado (isto é, perdido). Demora no trânsito pela rede: Se o pacote demorar muito para chegar ao destino, pode ser descartado por Time-out no receptor. Bits errados: Pacote que chega com bit(s) errado(s) ou truncado é descartado.

Atraso em redes de comutação de pacotes (1/2) Atraso de processamento: Processamento nos nós da rede: Verificação de erros de bit. Definição do link de saída do pacote. Atraso de fila: Pacotes armazenados no buffer esperando autorização para sair: Tempo de espera no link de saída para transmissão. Depende do nível de congestionamento do roteador (qtdd. de pacotes a transmitir).

Atraso em redes de comutação de pacotes (2/2) Atraso de transmissão: Tempo de transferência dos bits de informação. Não depende da distância a percorrer na rede: R= largura de banda do link (bps). L= tamanho do pacote (bits). Tempo para enviar bits ao link = L/R. Atraso de propagação: Tempo de “viagem” do sinal no meio de comunicação. Não depende da velocidade de transmissão (bps): d = comprimento do link físico. s = velocidade de propagação no meio (~200.000 km/s em meios metálicos). Atraso de propagação = d/s.

Atraso Total (Total Delay) dproc = atraso de processamento. Tipicamente uns poucos microssegundos ou menos. dfila = atraso de fila. Depende do congestionamento do roteador e da rede. dtrans = atraso de transmissão. dtrans = L/R, significante para links de baixa velocidade. dprop = atraso de propagação. Uns poucos microssegundos a centenas de milissegundos. Dtotal = Dproc + Dfila + Dtransmissão + Dpropagação

Comentário: Efeito do tráfego de dados e velocidade do link no Atraso de Fila Variáveis: R = largura de banda do link (bps). L = tamanho do pacote (bits) a = taxa média de chegada de pacotes. Intensidade de tráfego = La/R La/R ~ 0: atraso médio de fila pequeno. La/R < 1: atraso se torna grande. La/R > = 1: mais bits entrando que a capacidade de transmissão do link. Então o atraso médio do pacote cresce exponencialmente! Criticidade de um link mal dimensionado: Tempo de espera na fila cresce muito

Exemplo: Comando Ping C:\>ping www.intel.com Pinging a961.g.akamai.net [72.246.49.32] with 32 bytes of data: Reply from 72.246.49.32: bytes=32 time=148ms TTL=51 Reply from 72.246.49.32: bytes=32 time=148ms TTL=52 Reply from 72.246.49.32: bytes=32 time=147ms TTL=51 Ping statistics for 72.246.49.32: Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss), Approximate round trip times in milli-seconds: Minimum = 147ms, Maximum = 148ms, Average = 147ms

Comentário: Traceroute e ICMP O transmissor envia uma série de 3 segmentos UDP em direção ao destino para cada roteador envolvido no caminho entre a origem e o destino: O 1o possui TTL = 1 (responde somente o roteador vizinho da origem). O 2o possui TTL = 2 etc. (responde o 2º roteador, e os demais). Nº de porta improvável (quando chega no IP destino o pacote UDP indica uma porta UDP não válida). Quando o enésimo datagrama chega ao enésimo roteador: O roteador descarta o datagrama. E envia à origem uma mensagem ICMP (type 11, code 0). A mensagem inclui o nome do roteador e o endereço IP. Quando a mensagem ICMP chega, a origem calcula o RTT. O traceroute faz isso três vezes. Critério de interrupção: O segmento UDP finalmente chega ao hospedeiro de destino. O destino retorna o pacote ICMP “hospedeiro unreachable” (type 3, code 3). Quando a origem obtém esse ICMP, ela pára. 3 probes

Comentário: Exemplo: Comando Traceroute C:\>tracert www.intel.com Tracing route to a961.g.akamai.net [72.246.49.32] over a maximum of 30 hops: 1 <10 ms <10 ms <10 ms 192.168.1.1 2 2 ms 1 ms 2 ms 200-207-129-1.dsl.telesp.net.br [200.207.129.1] 3 10 ms 10 ms 10 ms 192.168.32.1 4 * 11 ms * 200-204-208-129.dsl.telesp.net.br [200.204.208.129] 5 10 ms 10 ms 10 ms 201-0-2-225.dsl.telesp.net.br [201.0.2.225] 6 10 ms 10 ms 14 ms 201-63-253-134.customer.tdatabrasil.net.br [201.63.253.134] 7 11 ms 10 ms 10 ms So-6-0-0-0-grtsaosi2.red.telefonica-wholesale.net [213.140.51.229] 8 118 ms 118 ms 117 ms So6-1-0-0-grtmiabr3.red.telefonica-wholesale.net [213.140.43.109] 9 146 ms 146 ms 145 ms So3-1-0-0-grtwaseq3.red.telefonica-wholesale.net [213.140.36.50] 10 149 ms 149 ms 145 ms Te4-1-0-grawaseq1.red.telefonica-wholesale.net [84.16.12.197] 11 145 ms 148 ms 145 ms a72-246-49-213.deploy.akamaitechnologies.com [72.246.49.213] 12 145 ms 149 ms 145 ms a72-246-49-32.deploy.akamaitechnologies.com [72.246.49.32] Trace complete. Nota: “*” significa que o traceroute não conseguiu medir o atraso daquela sonda de teste. Pode ocorrer por erro no pacote ou roteadores/ hosts com regra de segurança para não responder comandos ICMP. Cada valor corresponde ao tempo de ida/volta dos pacotes de teste. Não é Máximo/Médio/Mínimo.

Comentário: ICMP - Internet Control Message Protocol Usado por computadores e roteadores para troca de informação de controle da camada de rede. Error reporting: hospedeiro, rede, porta ou protocolo. Echo request/reply (usado pela aplicação PING). Transporte de mensagens: Mensagens ICMP transportadas em datagramas IP ICMP message: tipo, código, mais primeiros 8 bytes do datagrama IP que causou o erro Tipo Código Descrição 0 0 echo reply (ping) 3 0 dest. network unreachable 3 1 dest host unreachable 3 2 dest protocol unreachable 3 3 dest port unreachable 3 6 dest network unknown 3 7 dest host unknown 4 0 source quench (congestion control - not used) 8 0 echo request (ping) 9 0 route advertisement 10 0 router discovery 11 0 TTL expired 12 0 bad IP header