Reti e Tempo di Risposta

Definizione di Round-Trip Time (RTT)

• Il RTT è il tempo impiegato da un pacchetto per viaggiare da un host a un altro e tornare indietro.
• Questo tempo include la propagazione di andata e ritorno.
• Un esempio è il tempo necessario a un piccolo pacchetto per viaggiare da un client a un server e tornare al client.

Il Tempo di Risposta

• Include il tempo per l'inizializzazione della connessione TCP;
• un RTT per la richiesta del file;
• un RTT per il ritorno della richiesta HTTP e dei primi byte della risposta HTTP;
• il tempo di trasmissione del file.
• Il tempo totale è di 2 RTT più il tempo di trasmissione.

Connessioni non persistenti

• Richiedono 2 RTT per oggetto.
• Hanno un overhead del sistema operativo per ogni connessione TCP.
• I browser spesso aprono connessioni TCP parallele per caricare gli oggetti referenziati.

Connessioni persistenti

• Il server mantiene la connessione TCP aperta dopo aver inviato una risposta.
• I messaggi successivi tra gli stessi client / server vengono trasmessi sulla connessione aperta.
• Il client invia le richieste non appena incontra un oggetto referenziato.
• Solo un RTT per tutti gli oggetti referenziati.

Messaggi HTTP

• I messaggi HTTP sono di due tipi: richiesta e risposta.
• I messaggi di richiesta HTTP sono in formato ASCII (leggibile dall'utente).
• La riga di richiesta include comandi come GET, POST, HEAD.

Formato generale del messaggio di richiesta HTTP

• La riga di richiesta indica il comando, l'oggetto richiesto e il protocollo.
• Le righe di intestazione forniscono informazioni aggiuntive come il nome host o l'agente utente.
• Un ritorno a capo e un avanzamento riga indicano la fine del messaggio.

Upload dell'input di un form

• Il metodo POST utilizza il corpo dell'entità per inviare l'input al server.
• Il metodo URL utilizza il campo URL della riga di richiesta per inviare l'input al server.

Tipi di metodi HTTP

• HTTP/1.0 supporta i metodi GET, POST e HEAD.
• HTTP/1.1 supporta inoltre i metodi PUT e DELETE.
• PUT include il file nel corpo del messaggio e lo invia al percorso specificato nel campo URL.
• DELETE cancella il file specificato nel campo URL.

Messaggio di risposta HTTP

• La riga di stato include il protocollo, il codice di stato e l'espressione di stato.
• Le righe di intestazione forniscono informazioni aggiuntive come la data, il server o l'ultima modifica.

Interazione utente-server: i cookie

• I cookie sono utilizzati da molti siti web per memorizzare informazioni sull'utente.
• Comprendono una riga di intestazione nel messaggio di risposta HTTP, una riga di intestazione nel messaggio di richiesta HTTP, un file cookie mantenuto sul sistema terminale dell'utente e un database sul sito.

Cookie (continua)

• Il server crea un identificativo unico per l'utente e una voce nel database per quell'ID.
• L'ID è inviato al client attraverso il campo Set-cookie: nel messaggio di risposta HTTP.
• Il client memorizza l’ID nel file cookie e lo aggiunge alla richiesta successiva nel campo cookie:.
• Il server può utilizzare questo ID per personalizzare l'esperienza dell'utente.

Cosa possono contenere i cookie?

• Autorizzazione
• Carta di credito
• Raccomandazioni
• Stato della sessione dell'utente

Cookie e privacy

• I cookie possono consentire ai siti di raccogliere informazioni sull'utente.
• L'utente può fornire al sito il nome e l'indirizzo email.

Cache web (server proxy)

• La cache web è un server proxy che memorizza le copie delle pagine web.
• Questa memorizzazione consente di soddisfare le richieste del client senza coinvolgere il server d'origine.
• Il browser trasmette tutte le richieste HTTP alla cache.
• Se l'oggetto è già in cache, la cache lo fornisce direttamente al client.
• In caso contrario, la cache richiede l'oggetto al server d'origine e poi lo inoltra al client.

Perché il caching web?

• Riduce il tempo di risposta per il client.
• Riduce il carico sul server d'origine.
• Migliora le prestazioni del sito web.

HTTP/2.0

• Consente di trasportare dati web con latenza minima grazie al multiplexing dei flussi e alla priorità delle richieste.
• HTTP/2 si basa sul protocollo SPDY.

Multiplexing di flussi

• Supporta un numero illimitato di flussi su una singola connessione TCP.
• Aumenta l'efficienza della connessione.

Priorità delle richieste

• Il client può inviare quante richieste desidera e assegnarle una priorità.
• Evita la congestione.

Compressione dell'header HTTP

• Diminuisce i byte trasmessi.

Framing binario

• È un nuovo livello che codifica e trasferisce i messaggi HTTP.
• HTTP/2 mantiene la semantica HTTP ma ne cambia la codifica in transito.

Stream, messaggi e frame

• Le comunicazioni vengono eseguite all'interno di una singola connessione TCP.
• Ogni stream ha un identificativo univoco e informazioni opzionali di priorità.
• Ogni messaggio HTTP è costituito da uno o più frame.
• Ciascun frame ha un tipo di dati specifico (es. intestazioni HTTP, payload dei messaggi).
• I frame di diversi stream possono essere intervallati e riassemblati tramite l'identificativo di flusso incorporato.

Multiplexing di richiste e risposte

• In HTTP/1.x, più connessioni TCP erano necessarie per eseguire richieste parallele.
• HTTP/2 elimina questa limitazione, permettendo di eseguire richieste e risposte in parallelo su una sola connessione.
• Il messaggio HTTP può essere diviso in frame indipendenti, intervallarli e ricomporli dall'altra parte.

Priorità degli stream

• L'ordine in cui i frame vengono intervallati e consegnati dal client e dal server influenza le prestazioni.
• HTTP/2 assegna un peso e una dipendenza a ciascun, consentendo di costruire un "albero di priorità" che indica come ricevere le risposte.

Connessione HTTP/2

• Non ha più bisogno di più connessioni TCP per eseguire stream in parallelo.
• Ogni stream è diviso in frame e gestito con priorità diverse.
• Tutte le connessioni HTTP/2 sono persistenti.
• È necessaria solo una connessione per origine.

Server push

• Il server può inviare più risposte per una singola richiesta del client.
• Invia risorse associate senza che il client le richieda esplicitamente.
• Il server può inviare le risorse associate alla risposta originale in anticipo.

Transport Layer Security (TLS)

• È un protocollo crittografico che consente una comunicazione sicura.
• Fornisce autenticazione, integrità dei dati e confidenzialità.
• Ha tre fasi principali: negoziazione dell'algoritmo, scambio delle chiavi e autenticazione, cifratura simmetrica e autenticazione dei messaggi.

HTTPS

• Invia tutte le richieste e le risposte attraverso una comunicazione cifrata.
• Utilizza TLS sulla porta 443.
• Il browser capisce automaticamente che deve usare TLS e invia richieste criptate.
• Cripta solo le informazioni del protocollo HTTP, non gli header dei protocolli inferiori.
• Più del 50% dei siti usa HTTPS.

La "S" aumenta il ritardo di connessione

• L'inizializzazione di una sessione TLS richiede tempo.
• Richiede 2 RTT più 1 RTT per la connessione TCP.
• Le soluzioni includono protocolli più moderni come HTTP/3 e QUIC.

Capitolo 2: Livello applicazione

• Tratta i principi delle applicazioni di rete, il web e HTTP, FTP, la posta elettronica (SMTP, POP3, IMAP), DNS, le applicazioni P2P e il cloud computing.

FTP: file transfer protocol

• Consente il trasferimento di file da/verso un host remoto.
• Utilizza il modello client/server.
• Il client FTP contatta il server FTP alla porta 21 usando TCP.
• Il server FTP apre una seconda connessione dati usando TCP per trasferire un file.

Contenuto Delivery Networks (CDN)

• Facebook ha la propria CDN.
• È possibile identificare i nodi CDN di Facebook utilizzando l'indirizzo fbcdn.net all'interno del codice HTML di una pagina web.
• Il comando "ping www.fbcdn.net" restituisce l'indirizzo IP di un nodo CDN.
• L'indirizzo IP può essere utilizzato per localizzare geograficamente il nodo tramite una ricerca online.

Programmazione delle Socket

• Le socket sono interfacce di comunicazione tra il processo di un'applicazione locale e il sistema operativo.
• Le socket sono aperte, utilizzate e chiuse dalle applicazioni, ma sono gestite dal sistema operativo (SO).
• Ci sono diversi tipi di socket, inclusi: DARPA Internet Address (Internet Socket), Unix Socket e indirizzi X.25 (X.25 Socket).
• Il paradigma client/server si basa sulle socket.
• Le socket API offrono due tipi di servizi di trasporto: datagramma inaffidabile e affidabile, orientato ai byte.

Programmazione delle Socket con TCP

• Una socket è una porta tra il processo di un'applicazione e il protocollo di trasporto end-to-end (UDP o TCP).
• TCP fornisce un trasferimento affidabile di byte tra i processi, chiamato socket di stream (SOCK_STREAM).
• La connessione TCP passa attraverso buffer e variabili gestite dal sistema operativo e dall'applicazione.
• Per comunicare, il client deve contattare il server con una socket TCP e specifiche di indirizzo IP e numero di porta del server.
• Il server, una volta contattato, crea una nuova socket per comunicare con il client.
• Il server può gestire connessioni con più client utilizzando numeri di porta distinti.
• TCP offre un trasferimento di byte affidabile e ordinato tra il client e il server, come una "pipeline".

Scopri il concetto di Round-Trip Time (RTT) e il suo impatto sulle prestazioni di rete. Questo quiz esplora il tempo di risposta delle connessioni TCP, sia persistenti che non persistenti, e come questi influenzano il caricamento delle risorse. Testa le tue conoscenze su questi importanti aspetti delle reti di computer.