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mercoledì 24 dicembre 2014

Cos'è Il Multipath TCP (iPhone iOS 7)

L'iPhone con iOS 7 supporta il protocollo Multipath TCP (MPTCP), secondo la definizione fornita nella RFC 6824, grazie al quale uno smartphone può stabilire una connessione TCP di backup verso un host di destinazione su una connessione dati cellulare.
Apple ha infatti realizzato la prima implementazione commerciale su larga scala del Multipath TCP, una tecnologia di rete mobile in grado di aumentare anche di 20 volte la banda sfruttabile per la navigazione. Multipath TCP (MPTCP) è stato dichiarato standard sperimentale dall’IETF lo scorso gennaio, ed è in breve un’estensione del TCP (il protocollo che controlla la trasmissione dei dati sulle reti internet) per controllare l’invio/ricezione di pacchetti dati contemporaneamente su diverse reti, per esempio Wi-Fi e cellulari.
Esso consente a un cliente di stabilire più connessioni su diverse schede di rete verso un medesimo host di destinazione.
Ne consegue la creazione di connessioni dati efficienti e resilienti tra host che restano compatibili con le infrastrutture di rete già esistenti.
iOS 7 utilizza il Multipath TCP su un iPhone o su un iPad con una connessione dati cellulare attiva per effettuare due connessioni.


MULTIPATH TCP
Il Multipath TCP usa il campo TCP 30, destinato esclusivamente a questo utilizzo.
Se una rete Wi-Fi diventa non disponibile, il Multipath TCP passa subito e automaticamente a una rete dati cellulare.
Infatti il Multipath TCP, permette di trasferire dati su più connessioni contemporaneamente, come ad esempio Wi-Fi e 4G.
La tecnologia assicura che l’iPhone o l’iPad scarichino i dati dalla connessione in quel momento più efficiente: se, ad esempio, il Wi-Fi è lento, allora la connessione 4G prenderà il “sopravvento”.
Il Multipath TCP dovrebbe assicurare migliori prestazioni soprattutto nell’utilizzo di servizi quali Siri e iCloud.
Ovviamente se una rete non supporta questa funzione, il client utilizza le connessioni TCP standard.
Tuttavia, è necessario che gli amministratori di rete verifichino le loro politiche sul firewall accertandosi che per tutti i dispositivi interessati sia consentito il passaggio all'opzione TCP 30 senza alcuna modifica.


DIFFERENZE CON GLI STANDARD NORMALI
Nella situazione "normale", uno smartphone o un tablet può usare una rete Wi-Fi o una rete cellulare, ma non entrambe nello stesso momento.
Si possono quindi avere lentezze o cadute della connessione per esempio un’interruzione del video che si sta guardando in streaming anche se ci sono altre reti disponibili.
Un’evenienza molto frequente in casi per esempio di spostamento veloce (treno, auto, ecc.), o di grande affollamento (manifestazioni, centri commerciali, ecc.).
Il Multipath TCP può eliminare questi problemi dividendo i pacchetti di dati che formano il video e instradandoli su diverse reti wireless: sarà poi il sistema operativo dello smartphone a “rimetterli insieme”.
MPTCP può misurare le performance di ogni rete, e decidere dinamicamente di inviare più pacchetti su quella più veloce in quel momento.
Se supponiamo di avere a disposizione un percorso a 10 Mbps e uno a 100 Mbps, questa caratteristica cruciale permette di usare l’intera velocità disponibile di 110 Mbps, invece di mandare semplicemente metà dei pacchetti su un percorso e metà sull’altro, ottenendo una velocità di 20 Mbps.


FINALITA' E PROBLEMATICHE
L’importanza di una tecnologia del genere è evidente.
L’obiettivo è creare connessioni più robuste, capaci di rimediare a perdite e deterioramenti dei pacchetti di dati su un percorso, e di aumentare la velocità di trasmissione, per rendere le reti internet più adatte ad applicazioni sensibili ai tempi di latenza come video e voce.
Se però concettualmente il meccanismo di MPTCP è semplice, realizzarlo nella pratica non lo è altrettanto. Un primo problema è che la trasmissione dei dati tra stazioni radio base delle reti cellulari terrestri è più lenta di quella tra i router delle reti Wi-Fi, per non parlare delle reti satellitari, ancora più lente.
Il Multipath TCP può aumentare la velocità generale di trasmissione “giocando” sui tempi e sulle situazioni diverse di questi tipi di rete, ma le cose si complicano se si è in veloce movimento, caso in cui i tempi sui vari tipi di reti cambiano continuamente, e quando diversi pacchetti vanno persi o deteriorati nella trasmissione.
In questi casi, per ora l’elaborazione che il Multipath TCP richiede per l’instradamento dei pacchetti diventa così complicata che i tempi di trasmissione finali diventano poco competitivi.
Forse è per questo che Apple non sembra ancora aver usato reti cellulari e Wi-Fi nello stesso momento. Sono stati rilevati solo flussi di traffico di Siri che passano da reti cellulari a Wi-Fi automaticamente e viceversa.
 Quindi solo la potenzialità più “basica” del MPTCP, probabilmente per ridurre al minimo la latenza tra richiesta dell’utente e risposta di Siri, usando la rete più veloce al momento disponibile, anche se Apple non ha voluto commentare.


UTILIZZO DEL NETWORK CODING
Comunque i problemi accennati possono essere risolti da un’altra tecnologia di ottimizzazione, chiamata Network Coding, che opera a un livello superiore rispetto al MPTCP.
In pratica un algoritmo assegna un numero a ogni combinazione di pacchetti, in funzione dei pacchetti che la compongono, cosa che facilita il “riassemblaggio” finale.
Una versione sperimentale di Multipath TCP “rafforzata” dal Network Coding è stata testata dalla National University Of Ireland, rilevando trasmissioni 10 volte più veloci rispetto al TCP tradizionale, mentre il team di Medard con un test nel campus di Westwood della University of California con tre tipi di rete(Wi-Fi, smartphone e satellitare Iridium), ha rilevato miglioramenti di circa 20 volte.

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