Analisi delle prestazioni del TCP in collegamenti satellitari sicuri

La recente ed inarrestabile diffusione di internet su scala mondiale degli ultimi anni ha determinato un’altrettanto frenetica esigenza di elaborare e sviluppare reti informatiche via via sempre più complesse ed eterogenee. Non solo il progresso, frutto di una costante evoluzione tecnologica mirata all’ideazione e l’utilizzo di strumenti sempre più sofisticati, ma anche fattori di carattere geografico e di tutela della sicurezza hanno influito sullo studio e lo sviluppo delle reti satellitari che hanno apportato notevoli cambiamenti nel campo delle telecomunicazioni, della navigazione marittima e nel settore militare. Occorre sottolineare quindi il motivo per cui questa nuova tecnologia è divenuta così importante, infatti grazie alla sua struttura logistica, ovvero a quell’insieme di soluzioni o alternative che permettono di risolvere, se non evitare completamente, problematiche altrimenti ostacolo per i normali sistemi di comunicazione. Un chiaro esempio in questo senso è dato dalla possibilità delle reti satellitari di sopperire in maniera ottimale ad eventuali mancanze di infrastrutture terrestri o alla difficoltosa dislocazione di esse. A questo vanno aggiunte l’efficacia e la funzionalità con cui questi sistemi consentono di collegare un cospicuo numero di utenti dislocati in una o più aree del mondo anche notevolmente distanti fra loro. La continuità della trasmissione di dati, è poi oltremodo garantita, dalla particolare resistenza a calamità naturali o a disastri ambientali che contraddistingue le reti satellitari e le differenzia dagli altri strumenti di comunicazione. Queste caratteristiche designano uno scenario indubbiamente favorevole e sembrano motivare il sempre più crescente interesse per questo genere di sistemi che, soprattutto in campo militare, trova una pressoché immediata applicazione. Quasi in risposta all’esigenza di assicurare uno scambio di informazioni coperte da massima sicurezza e riservatezza, il mondo militare è ricorso all’uso di satelliti geostazionari, mediante i quali è possibile dar luogo sia ad una trasmissione di dati multimediali su porzioni di territorio particolarmente estese, a garanzia di una vasta copertura, sia ad una certa continuità di collegamento. Tuttavia, aspetto ancora controverso e motivo dei più recenti studi appare il principio su cui si erge questo tipo di tecnologia che, fino a non molti anni fa, era posta in secondo piano rispetto ai più consolidati sistemi di comunicazione terreste. Principio secondo il quale il segnale trasmesso da un satellite geostazionario posto a 36000 km dalla superficie terreste presenta un ritardo dovuto al tempo impiegato per percorrere tale spazio. Con il termine Round Trip Time (RTT), si identifica infatti il tempo utilizzato, da un segnale o da un pacchetto dati, per percorrere lo spazio (andata e ritorno) presente fra la rete terrestre e il satellite in orbita. Si è calcolato che mediamente questo ritardo è dell’ordine dei 600 ms, che risulta essere deleterio in una comunicazione basata sul protocollo TCP, uno dei pilastri fondamentali su cui si basa tutta la struttura di internet, e che fornisce la garanzia di ricezione dei dati. Questo protocollo risulta quindi essere il punto focale di questo elaborato, infatti sono state analizzate, attraverso alcuni specifici software di controllo del traffico dati, alcune delle sue varianti che sono state studiate ed implementate allo scopo di mitigare gli effetti del RTT che affliggono questo sistema di Telecomunicazione. Per questo motivo sono state costituite diverse tipologie di reti satellitari con l'obbiettivo di verificare il comportamento, ma soprattutto l'efficienza, dell'UD Gateway, un’appliance che integra in un unico box tutte le funzionalità che permettono l'accelerazione dei dati gestiti dal protocollo TCP, adattate alle caratteristiche dei link satellitari bidirezionali, che consente di migliorare la maggior parte delle caratteristiche di accesso ad Internet, per ottenere una reale qualità “broadband”. Questo strumento, ora in dotazione alla Marina Militare, aumenta sensibilmente le performance dei link satellitari rendendo l’accesso WEB sicuro e più veloce rispetto alla medesima connessione senza UDgateway. Ciò consente di rendere un link satellitare con questa configurazione simile all’adsl utilizzata nei normali collegamenti terrestri. All'interno di questo elaborato quindi, oltre ad una breve descrizione dei protocolli su cui si basa questo sistema di telecomunicazione, verranno descritte le reti create ad hoc al fine di verificare le prestazioni dell'UDgateway andando quindi a confrontare i risultati ottenuti quando viene modificata sensibilmente tutta la struttura della rete. Oltre a queste saranno esaminate anche le dodici varianti fornite dal kernel Linux che apportano interessanti modifiche al normale TCP e che sono: Reno, Bic, Cubic, Vegas, Veno, Westwood, Hybla, LP, Highspeed, Scalable, Illinois, YeAH. E di ciascuna saranno sottolineate le modifiche apportate alla funzione di incremento della congestion window e le differenze con le precedenti varianti