Riassunto analitico
La presente tesi di laurea esplora l’impatto dell’applicazione di un bottleneck locale sulle performance nelle reti di comunicazione, domestiche e professionali.
Attraverso un’analisi approfondita, si dimostra come la gestione controllata di un punto di congestione creato localmente possa migliorare significativamente le prestazioni di rete.
Si confrontano gli effetti ottenuti con quanto avviene negli scenari convenzionali.
Tipicamente, infatti, gli Internet Service Providers (ISP) effettuano traffic shaping tramite code First-In-First-Out (FIFO) e applicando bottleneck remoti, non controllabili dall'utente finale.
La ricerca si basa su una serie di esperimenti che misurano vari aspetti delle prestazioni di rete, tra cui la latenza, la perdita di pacchetti e il throughput, coinvolgendo utenze di diverse case e reti professionali.
Le reti oggetto dello studio sono infatti molteplici e variegate, includendo Fiber To The Cabinet (FTTC), Fiber To The Home (FTTH) e Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL).
I risultati ottenuti evidenziano come un bottleneck locale ben configurato può portare a una distribuzione più equa delle risorse di rete tra gli utenti, migliorando l’esperienza complessiva e le prestazioni di rete a disposizione di questi ultimi, tramite anche riduzioni sulla latenza, mitigazione delle congestioni, e isolamento di flussi di traffico diversi, anche abilitando differenziazioni basate su Quality of Service (QoS).
Inoltre, l’analisi del traffico di rete sotto diverse condizioni di carico mostra che l’introduzione di un bottleneck locale può ridurre la variabilità delle prestazioni e aumentare la predicibilità del comportamento della rete, soprattutto in ambienti congestionati.
Tutto ciò è ottenuto al prezzo di una piccola riduzione di banda, volta a migrare il bottleneck localmente e consentirci di operare sul traffico che vi si accoda.
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Abstract
This thesis explores the impact of applying a local bottleneck on the performance of communication networks, both domestic and professional. Through an in-depth analysis, it demonstrates how controlled management of a congestion point created locally can significantly improve network performance. The effects obtained are compared with those in conventional scenarios. Typically, Internet Service Providers (ISPs) perform traffic shaping using First-In-First-Out (FIFO) queues and applying remote bottlenecks, which are not controllable by the end user. The research is based on a series of experiments that measure various aspects of network performance, including latency, packet loss, and throughput, involving users from different households and professional networks. The networks studied are indeed multiple and varied, including Fiber To The Cabinet (FTTC), Fiber To The Home (FTTH), and Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL). The results obtained highlight how a well-configured local bottleneck can lead to a more equitable distribution of network resources among users, improving their overall experience and available network performance, also through reductions in latency, congestion mitigation, and isolation of different traffic flows, even enabling differentiations based on Quality of Service (QoS). Furthermore, the analysis of network traffic under different load conditions shows that the introduction of a local bottleneck can reduce performance variability and increase the predictability of network behavior, especially in congested environments. All this is achieved at the cost of a small bandwidth reduction, aimed at migrating the bottleneck locally and allowing us to operate on the traffic that queues up there.
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