#108 – La congestione di rete

Una puntata che è nata da una domanda fatta nel gruppo Telegram, perché allora non iscriversi?

Due parole sulla teoria delle reti, di cosa è la banda e del perché a fronte di un contratto da 20 Mega non arrivo mai a farne più di 4. Magari è colpa di vostro fratello che usa Netflix. O magari no.

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Tutti abbiamo sperimentato nella nostra storia di utilizzo di Internet un momento di estrema lentezza. Quei momenti in cui a fronte del contratto da 20 mega al secondo si naviga a mezzo mega o anche meno. Perché nascono questi problemi di performance? I motivi sono parecchi e spesso il risultato di un pessimo accesso ad Internet è la somma di più cause contemporaneamente. Partiamo da una introduzione generale di come sono fatte le reti. Ogni dispositivo connesso in rete, che sia un PC, un telefono, un’antenna, una stampante o chissà che altro, ha una sua capacità massima di gestione del traffico. Ad esempio una ventina di anni fa le reti aziendali non andavano a più di 10Mb per secondo. Poi sono arrivate le schede Ethernet a 100Mb e oggi ogni PC ha una scheda che va almeno a 1Gb. Questa è la banda massima gestibile dalla scheda. Un’altra regola fondamentale da non dimenticare è che in una qualsiasi catena di oggetti che hanno prestazioni diverse, tutti andranno alla velocità del più lento. La cosa vale quando si va a camminare in montagna con qualcuno lento, così da rallentare tutti, come vale in auto, quando un camion fa da tappo. La stessa identica cosa si replica sulle reti. Se ho il PC a 1Gb, il router a 1Gb e lo switch che collega i due a 100Mb, la velocità massima che riuscirò a raggiungere sarà 100Mbps. Le cose si fanno ancora più complesse se aggiungiamo elementi. Ad esempio uno switch da 8 porte a 1Gb dovrebbe poter avere un passaggio di dati, denominato throughput totale, di 8Gb, ma spesso quelli che costano poco non ce la fanno e se messi sotto stress le prestazioni saranno più lente. Un esempio è il router che uso per casa. Ha 5 porte da 1Gb, ma nella rotazione del traffico verso Internet non va a più di 300Mbps. Questo anche perché l’attività di semplice switch tra dispositivi di una stessa rete, ha bisogno di molta meno cpu dell’attività di routing verso un’altra rete. Esatto. Nei router c’è la CPU, come nei computer. Se viene messa sotto stress e non ce la fa rallenta tutto il traffico che passa dal router. Adesso ammettiamo che sia tutto rose e fiori e in casa abbiamo due PC collegati tramite uno switch al NAS di casa, tutti i dispositivi hanno le porte a 1Gbps. Il primo PC inizia a fare traffico sul NAS, per esempio per copiarci su il backup. Nessun’altro chiede banda e la comunicazione viaggia a 1Gbps (circa 100Mega Bytes al secondo). Uno spettacolo. Se a un certo punto anche il secondo PC inizia a copiare il suo backup, qui le cose si complicano. Lo switch deve gestire 1Gb dal primo PC verso il NAS e un altro Gb dal secondo PC. Ma il collegamento tra lo switch e il NAS è a 1Gb. Il risultato è che, in modo automatico, entrambi i PC andranno a 500Mbps e il NAS gestirà un totale di 1Gb perché questa è la velocità massima che può gestire la connessione tra il NAS e lo switch. Adesso forse le cose inizieranno ad essere più chiare. Sempre restando sul NAS potremmo aggiungere un altro fattore: la velocità dei dischi. Se la scheda di rete del NAS va a 1Gb, ma i dischi non ce la fanno, perché magari sono economici o perché mentre un PC legge e l’altro scrive, a questo punto nessuno riuscirà a saturare la banda tra switch e NAS perché il NAS è lento. Se parliamo di connessione a Internet la cosa è assolutamente uguale. Con una connessione da 20Mb, se i PC a usarla sono in 4, nel momento in cui tutti e 4 chiederanno il massimo ci saranno 5Mbps a testa, mentre se sono solo due quelli che cercano di accedere, la banda disponibile sarà 10Mb a testa. Più tardi parliamo di priorità. Ma dopo tutte queste parole, perché la mia connessione da 20Mb va così lenta? Perché si tratta di linea dati condivisa. Tutte le connessioni ad Internet si attestano su una centrale, sia se sono di rame che di fibra ottica. Questa centrale poi ha una connessione con le varie dorsali di Internet. Visto che queste centrali non sono ideali, ma devono avere dei limiti fisici e in costi, avranno una loro banda massima. Immaginiamo che una centrale di un quartiere abbia una banda di 10Gbps. Sì, è una velocità realistica. In un quartiere gli appartamenti sono tantissimi, quindi se abbiamo 1000 persone connesse tutte con un contratto 20Mbps, la centrale dovrebbe essere in grado di sostenere un massimo di 20Gbps, esattamente il doppio di quello che la centrale potrebbe supportare. Ma dopotutto è raro che 1000 persone chiedano di usare tutta la loro banda contemporaneamente o almeno è quello che sperano i gestori delle centrali. Nei contratti spesso c’è la banda minima disponibile, che fa quasi ridere. per le ADSL è intorno a un quarto di megabit. Immaginate quindi quanti utenti possono essere collegati alla stessa centrale. Un’altra cosa importante da chiarire è la connessione dei vari operatori. Se a casa avete il vecchio cavetto di rame, questo finirà nella centrale delle vostra zona. Se la centrale delle vostra zona è sovraccarica e la sera dopo le 17 non andate a più di 1Mbps, passare ad un altro operatore su rame, non cambierà la cosa. La centrale sarà sempre la stessa, soprattutto nei paesi piccoli. Per avere un cambiamento è necessario cambiare mezzo trasmissivo, dove avete quasi la certezza di passare da un’altra parte. Se avete il rame cercate la fibra o il WiFi. Visto che il mondo è complesso, ma quello tecnologico lo è di più, c’è un’altro motivo per il quale la connettività non va a velocità piena: la qualità del mezzo trasmissivo. Un breve aneddoto. Un’azienda dove lavoravo, un po’ in mezzo ai campi, aveva sempre problemi di connettività, con qualunque gestore, soprattutto in giorni molto umidi o con pioggia. Dopo un po’ di indagini si è scoperto che il grosso cavo che portava tutte le coppie di rame telefoniche era interrato e con le piogge andava a bagno degradando di molto il segnale che ci passava dentro. Persino le telefonate si sentivano male e i fax fallivano. La soluzione è stata solo una: fare un investimento e scavare 1Km di fibra (nel 2000) per avere una velocità e una stabilità professionali. Quindi se il mezzo di trasmissione fa schifo, la connessione, indipendentemente dal gestore, farà schifo. Anche se la centrale di zona è completamente libera e non sovraccarica. La stessa cosa si verifica sui telefoni cellulari in 3G, 4G, 5G, milleG. Ogni antenna ha una sua capacità di banda massima, raggiunta questa va in saturazione e la larghezza di banda viene così divisa tra tutte le SIM collegate. Ogni antenna è connessa ad Internet con una sua connettività di terra, in genere, quindi se questa è con poca banda, tutti avranno poca banda. Se ci fosse una sola SIM connessa, questa potrebbe avere la disponibilità di tutta la banda della cella. Quando le SIM connesse sono tante, ma solo in 3 usano effettivamente banda, la banda della cella sarà divisa per tre, per poi ridurre per ogni SIM che inizierà a fare traffico. E’ importante sapere anche che tutte le trasmissioni che si fanno via etere e non in un cavo, patiscono moltissimo i disturbi esterni, quindi in determinate condizioni meteo le trasmissioni 3G o WiFi con le antenne per casa possono essere disturbate o rallentate. Dipende tutto dalla frequenza e dal tipo di disturbo, ma è una cosa che riguarda la fisica e non sono molto ferrato. So che se avete una connessione in casa con un operatore WiFi che vi ha montato sul tetto l’antenna, questa deve essere in visibilità ottica con l’antenna trasmittente, quindi un albero che cresce, una fitta nevicata o del vento che sposta l’antenna potrebbe creare problemi di connessione. Ho anticipato prima che si può fare del lavoro per evitare che la banda esaurisca per determinati tipi di traffico. In linguaggio tecnico questa cosa si chiama QoS (Quality of Service) e permette a determinati tipi di connessione di avere una banda minima sempre garantita. Un esempio è la telefonia VoIP. Tutte le connessioni in fibra, che siano FTTH (fino a casa) o FTTC (fino all’armadio di strada) offrono la linea telefonica con questo protocollo. Ciò significa che la telefonata viene convertita in digitale e inviata sulla connessione ad Internet. Il problema potrebbe sorgere quando siete al telefono mentre vostro fratello guarda Netflix. Se la banda disponibile per la telefonata viene mangiata dallo streaming, la telefonata diventa impossibile da fruire. Le parole saltano e non si capisce nulla. In questo caso si dice al router che deve garantire sempre almeno 32Kbps per le telefonate, mettendo un limite alla normale navigazione. Se questa regola è impostata anche in centrale, in caso di eccessiva richiesta di traffico dati resteranno sempre disponibili 32Kbps per ogni cliente per poter fare le telefonate anche durante una partita di calcio della quale in molti nella stessa zona fruiscono via streaming. In azienda le cose potrebbero essere diverse perché i sistemi che gestiscono il traffico Internet potrebbero avere configurazioni diverse, come un limite di banda massimo per ogni utente anche se la banda non è tutta occupata oppure limit specifici per alcuni siti o tipi di tramissione. Quando configuro questi limiti lo faccio per evitare che l’azienda soffra di ristrettezze di banda per attività lavorative, non perché sono cattivo e mi diverto a rendere la vita degli utenti più difficile. In ogni azienda poi c’è il sistemista di rete che fa come gli dicono o come decide lui in base all’azienda e in base alla sua cattiveria o bontà. I contatti Vi ricordo, come sempre, che trovate tutte le informazioni e i contatti relativi a questo podcast sul sito pillole di bit con il punto prima dell’IT, trovate le note dell’episodio, i link per le donazioni, che sono sempre bene accette e mi danno un grande aiuto a tirare avanti con il podcast. Da un po’ di puntate a questa parte c’è anche l’intero script della puntata, se ve lo volete rileggere per riferimento. Il metodo più facile per comunicare con me è entrare nel gruppo telegram del podcast, una piccola community di un centinaio di persone, si accede da www.pilloledib.it/telegram Se volete gli adesivi c’è un form da compilare con i vostri dati e a fronte di una donazione, ve li spedisco a casa. Ho altri due podcast, uno molto più nerd: geekcookies, lo trovate sul www.geekcooki.es L’altro non è tecnologico, parla di Torino, la città dove vivo da sempre. Lo trovate sul sito www.iltucci.com/atorino. Il tip Questa settimana parliamo di fai da te, cose che con i bit non c’entrano nulla, ma che potrebbero tornare utili quando vi trovate di fronte a una vite, un bullone o un tappo che non si svita o che dovete avvitare. La regola generale è che guardando in faccia il pezzo da avvitare o svitare, se lo dobbiamo svitare si gira in senso antiorario, se lo dobbiamo avvitare si gira in senso orario. Non girate il tappo della conserva di pomodori in senso orario quando lo trovate troppo duro da svitare perchè non fate altro che avvitarlo. Fanno eccezione, e quindi sono al contrario, alcuni dispositivi come ad esempio tutto quello che è tubi e innesti del GAS e quello che nelle biciclette potrebbe essere svitato con la pedalata. Bene è proprio tutto, non mi resta che salutarvi e darvi appuntamento alla prossima puntata. Ciao!