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Capitolo 10: Il livello Trasporto (4), Descrizione dei Servizi di…

- - - - Affidabile: Garantisce che ogni byte inviato arrivi, senza errori, nello stesso ordine in cui è stato spedito.
      - Controllo di flusso: Si assicura che un mittente veloce non sovraccarichi un ricevitore lento.
      - Come un telefonata: Devi prima "stabilire la connessione" (comporre il numero, aspettare la risposta), poi parli (trasferisci i dati), e infine "chiudi la connessione" (riattacchi).
    - - Non affidabile (Best-Effort): Invia i pacchetti (datagrammi) e "spera per il meglio". I pacchetti possono arrivare in disordine, duplicati, o non arrivare affatto.
      - Nessun controllo di flusso: Se l'app invia troppo velocemente, i pacchetti in eccesso vengono semplicemente persi.
      - Come una cartolina: Scrivi l'indirizzo e la spedisci. Non sai se arriva, quando arriva, o se arriva prima di un'altra cartolina che hai spedito dopo.
- - - - SOCKET: Crea un nuovo "punto finale" di comunicazione.
      - BIND: Associa un indirizzo locale (IP + porta) alla socket.
      - LISTEN: (Lato server) Annuncia la capacità di accettare connessioni e definisce una coda.
      - ACCEPT: (Lato server) Si blocca finché non arriva una connessione, poi crea una nuova socket solo per quel client, permettendo al server di tornare in ascolto (LISTEN) per altri.
      - CONNECT: (Lato client) Tenta attivamente di connettersi a un server.
      - SEND / RECEIVE: Inviano e ricevono dati.
      - CLOSE: Rilascia la connessione.
- - - - Numeri di sequenza: Per rilevare pacchetti persi o fuori ordine (ma non li corregge!).
      - Timestamp: Per sincronizzare l'audio/video e calcolare il "jitter" (il ritardo variabile).
- - - - Soluzione: I Numeri di Porta. Sono numeri a 16 bit (da 0 a 65535).
        
        IP = Indirizzo del palazzo
        
        Porta = Numero dell'appartamento
        
        Quando il tuo browser contatta un server web, si connette all'IP del server sulla porta 80 (HTTP) o 443 (HTTPS).
  - - - Checksum: Un calcolo matematico per rilevare se il pacchetto è stato corrotto durante il transito.
      - Ack (Acknowledgment): Il ricevitore invia un "ACK" per confermare la ricezione di un pacchetto.
      - Timeout e Ritrasmissione: Se il mittente non riceve un ACK entro un certo tempo (timeout), assume che il pacchetto sia perso e lo ritrasmette.
    - - Il ricevitore dice al mittente quanto spazio ha nel suo buffer di ricezione. Questo è il concetto di finestra.
  - - - Stop-and-Wait (Finestra = 1): Invia 1 pacchetto, attendi 1 ACK. Invia pacchetto 2, attendi ACK. (Lentissimo!)
      - Finestra Scorrevole (Finestra = N): Invia N pacchetti (la "finestra") senza aspettare l'ACK. Man mano che gli ACK arrivano, la finestra "scorre" in avanti, permettendo l'invio di nuovi pacchetti.
      - Il ricevitore controlla la dimensione della finestra (Flow Control): "Ho spazio solo per N=5 pacchetti, non inviarne di più per ora!"
- - - - Porta Sorgente/Destinazione: Come UDP.
      - Sequence Number (Num. di Sequenza): Indica il numero del primo byte di dati in questo segmento. Fondamentale per l'affidabilità e l'ordine.
      - Acknowledgment Number (Num. di Riscontro): Indica il prossimo numero di sequenza che il mittente si aspetta di ricevere. È un ACK cumulativo ("Ho ricevuto tutto fino a qui").
      - Flag (SYN, ACK, FIN, RST): Bit di controllo per gestire la connessione (es. SYN per iniziare, FIN per finire).
      - Window Size (Dimensione Finestra): Quanti byte il mittente di questo segmento è disposto a ricevere (questo è il Controllo di Flusso).
  - - - Client → Server: SYN (Voglio connettermi. Il mio numero di sequenza iniziale è X)
      - Server → Client: SYN + ACK (OK. Il mio numero di sequenza è Y e confermo di aver ricevuto il tuo X, mi aspetto X+1)
      - Client → Server: ACK (OK. Confermo di aver ricevuto il tuo Y, mi aspetto Y+1. Connessione stabilita.)
    - - Client → Server: FIN (Ho finito di inviarti dati)
      - Server → Client: ACK (OK, ho ricevuto il tuo FIN)
      - (...il Server finisce di inviare i suoi dati...)
      - Server → Client: FIN (OK, ho finito anche io)
      - Client → Server: ACK (Ricevuto. Connessione chiusa)
  - - - Controllo di Flusso: Il ricevitore usa il campo "Window Size" nell'intestazione TCP per dire al mittente quanto spazio ha nel suo buffer (rwnd - receive window).
        Affidabilità: Il mittente tiene traccia dei segmenti inviati ma non ancora "accusati" (confermati da un ACK).
  - - - Controllo di Flusso: Protegge il ricevitore (lento).
        Controllo di Congestione: Protegge la rete (lenta o intasata).
      - Come fa TCP a sapere se la rete è congestionata? Dalla perdita di pacchetti!
        
        TCP gestisce una seconda finestra, la Congestion Window (cwnd). Il mittente può inviare il minimo tra rwnd e cwnd.
        
        Algoritmo (semplificato):
        
        Slow Start: Inizia inviando poco (cwnd=1). Ad ogni ACK ricevuto, raddoppia cwnd (crescita esponenziale).
        
        Congestion Avoidance: Raggiunta una soglia (ssthresh), la crescita diventa lineare (aumenta cwnd di 1 per ogni "round trip" di dati).
        
        Rilevamento Congestione (Packet Loss):
        
        Se scade un Timeout: Congestione grave! cwnd torna a 1 (Slow Start) e ssthresh si dimezza.
        
        Se riceve 3 ACK Duplicati: (Significa che un pacchetto si è perso ma gli altri arrivano). Congestione lieve. cwnd si dimezza, ssthresh si dimezza e si riparte da Congestion Avoidance (Fast Recovery).
    - - Il timer più importante è l'RTO (Retransmission Timeout). Impostarlo è difficile: troppo corto causa ritrasmissioni inutili; troppo lungo rende la reazione alle perdite lenta.
        
        Soluzione (Algoritmo di Jacobson): Deve essere dinamico
        TCP misura continuamente l'RTT (Round Trip Time) effettivo, R, per ogni ACK.
        Mantiene una stima chiamata SRTT (Smoothed RTT)
        Aggiorna la stima usando una Media Mobile Pesata Esponenzialmente (EWMA):SRTT = alpha cdot SRTT + (1 - alpha) R
        Gli appunti dicono che $\alpha$ è di solito 7/8, dando molto peso ai valori storici e filtrando i "picchi" momentanei170.
      - WebRTC
        
        È una tecnologia open-source (Google, Mozilla) per comunicazioni real-time (audio/video/dati) direttamente nel browser senza plugin.
        
        Utilizza TCP per la parte di comunicazione dati, per garantirne l'affidabilità e l'ordine.
        
        Vantaggi: Bassa latenza, architettura P2P.
        
        Svantaggi: Configurazione P2P complessa, richiede una rete stabile