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1. Linux Day Napoli 2011
Neutralità di rete: problematiche e
soluzioni. La piattaforma HoBBIT
A cura di: Luciano Esposito

2. Neutralità di rete: cosa significa?
La neutralità di rete è un principio a cui gli Internet Service Provider
(ISP) devono attenersi. Indica che tutti i pacchetti devono essere
trattati allo stesso modo a prescindere dal loro contenuto.
L'inoltro e l'instradamento dei pacchetti non devono essere
influenzati da politiche esterne alla gestione tecnica della rete.

3. Neutralità di rete: conseguenze
● Questo principio indica agli ISP di:
● Fornire un servizio senza limitazioni
● Garantire che il servizio offerto all'utente sia qualitativamente
accettabile
● Trasparenza
TUTTAVIA
Le politiche di gestione degli ISP convergono verso gli interessi degli
stessi. Per cui non sempre il principio di neutralità viene rispettato.

4. Neutralità di rete: perché non
sempre conviene agli ISP
Politiche di gestione e politiche economiche:
● Settorializzazione dei servizi offerti all'utente
● Rapporti commerciali intrapresi con altri ISP
● Leggi o norme che obbligano l'ISP a controllare un certo tipo di
traffico in rete
Tutto ciò si traduce nel controllo parziale o
totale del contenuto dei pacchetti.

5. Rilevare violazioni alla neutralità di
rete
● Valutazione dei parametri caratteristici delle connessioni a banda
larga
● Recupero delle informazioni geografiche relative alla connessione
(regione, provincia, comune, ecc.)
● Misurazione dei parametri caratteristici nel tempo, analizzando un
numero sufficiente di connessioni appartenenti al medesimo ISP
● Analisi dei risultati mediante criteri statistici
Caso di studio: le connessioni a banda larga residenziali

6. Un'ulteriore problematica: il
digital divide
Divario esistente tra chi ha accesso
effettivo alle tecnologie dell'informazione
e chi ne è escluso, in modo parziale o
totale.
In Italia il digital divide consiste nella
difficoltà di alcuni cittadini di usufruire
delle connessioni a banda larga.
Forte differenza tra aree abitate ed aree
rurali o montuose
Copertura del servizio ADSL in Italia

7. Approcci al problema
➢ Web based
(SpeedTest.net [1], NetAlyzr[2])
➢ Client based
(NANO[3], Neubot[4], NE. ME. Sys[5])
➢ Router based
(BISMark[6], SamKnows [7])
Non necessita di installazione
Risultati poco attendibili
Misure una-tantum
Nessun costo di distribuzione
Misure periodiche
Interferenze stocastiche
Pieno controllo delle interferenze
Manutenzione complessa
Costi di distribuzione alti
[5] Ne.Me. Sys: https://www.misurainternet.it/nemesys.php
[6] BISMark: Srikanth Sundaresan, Walter de Donato, Nick Feamster,
Renata Teixeira, Sam Crawford, Antonio Pescapè, “Broadband Internet
Performance: A View From the Gateway”, to appear in ACM SIGCOMM
2011 proceedings, Toronto, ON, Canada, August 15-19, 2011
[7] SamKnows: http://www.samknows.com/broadband
[1] SpeedTest.net: http://www.speedtest.net
[2] NetAlyzr: http://netalyzr.icsi.berkeley.edu/
[3] NANO: http://www.gtnoise.net/nano/papers/short.pdf
[4] Neubot: http://www.neubot.org

8. Criticità delle applicazioni client-
based
Le maggiori criticità insite negli applicativi client-based:
● Limitato insieme di misure disponibili
● Difficoltà di adattare i parametri di misura ai vari contesti
● Difficoltà nella programmazione dei vari esperimenti di misura nel
tempo
Dall'analisi di queste criticità è
nata la piattaforma HoBBIT
(Host based BroadBand Internet
Telemetry)

9. La piattaforma HoBBIT
La piattaforma HoBBIT:
● Management Server
● Measurement Server
● Software Client

10. La piattaforma HoBBIT:
management server
Management server:
● È basato su una piattaforma di tipo L.A.P.P. (GNU/Linux, Apache,
PostgreSQL, PHP)
● Istruisce i software client su quali misure effettuare e con quali
parametri
● Gestisce il carico tra i vari measurement server
● Elabora i risultati delle misure
● Memorizza tutte le informazioni riguardanti gli utenti

11. La piattaforma HoBBIT:
measurement server
Measurement server:
● È basato anch'esso su un sistema GNU/Linux con web server Apache
● Utilizza il software D-ITG* (Distribuited Internet Traffic Generator) per
effettuare le misure in collaborazione con il software client
● Comunica con il software client e raccoglie i risultati delle singole
misure
[*] Alessio Botta, Alberto Dainotti, Antonio Pescapè, "Multi-protocol and multi-platform traffic
generation and measurement", INFOCOM 2007 DEMO Session, May 2007, Anchorage (Alaska,
USA)

12. La piattaforma HoBBIT: il
software client
Il software client:
● Fornisce un'interfaccia semplice ed intuitiva all'utente
● Esegue le misure impartite dal management server
● Raccoglie le informazioni geografiche che riguardano la connessione

13. L'oggetto di studio: la
connessione
La connessione che andiamo ad analizzare è intesa come quel
collegamento logico che collega un dispositivo gestito dall'ISP al default
gateway dell'utente. È anche chiamata ULTIMO MIGLIO
Default gateway:
● Modem ADSL connesso
mediante USB o cavo
Ethernet
● Modem interno ad un
router che gestisce una
LAN privata wireless
● Ecc...

14. Progettazione del client software
HoBBIT
Dall'analisi delle criticità insite nelle altre applicazioni che utilizzano
l'approccio client-based è stato progettato il sistema HoBBIT.
Analisi dei requisiti:
● Portabilità
● Facilità d'uso
● Tutela della privacy
● Flessibilità
● Non intrusività
● Trasparenza
Funzionalità principali (*):
● Registrazione
● Aggiornamento
● Ciclo delle misure
● Supporto alla mobilità
(*) Alcune funzionalità non sono state ancora attivate. Sono
tutt'ora in corso i test necessari a garantire la completa
funzionalità dell'applicazione. La versione utilizzabile è ancora
una versione beta.

15. I requisiti (1/2)
Portabilità:
L'applicazione dovrà essere disponibile
per i sistemi operativi più comuni
(Windows, Mac, GNU/Linux)
Facilità d'uso:
L'applicazione dovrà essere di
semplice uso. L'utente potrà così
interagire immediatamente con essa
senza difficoltà
Tutela della privacy:
Le misure non dovranno coinvolgere il
traffico che l'utente genera mediante
altre applicazioni di rete

16. I requisiti (2/2)
Flessibilità:
L'applicazione dovrà adattarsi a tutti i
contesti permettendo lo svolgimento
delle misure in ogni situazione
Non intrusività:
L'applicazione non dovrà sovrapporre il
traffico di misura con quello generato
dall'utente evitando così un ulteriore
overhaed
Trasparenza:
Tutti i risultati dovranno essere
disponibili ed accessibili all'utente
titolare della connessione sotto analisi

17. Le funzionalità principali
Registrazione: l'utente dovrà inserire le informazioni relative alla regione,
provincia e comune dove si trova la connessione registrandola sul
management server. È possibile associare più connessioni allo stesso
utente.
Ciclo delle misure: l'applicazione potrà programmare le varie misure nel
tempo adattando i vari intervalli a tutte le situazioni.
Supporto alla mobilità: l'applicazione potrà analizzare ogni connessione
associata all'utente utilizzando lo stesso portatile.

18. Le scelte implementative (1/2)
Il framework
● Risolve il problema della portabilità
● Offre un'interfaccia per la
programmazione
L'interprete dei comandi
● Bash (GNU/Linux e MAC) Cygwin
(Windows) per il supporto alla portabilità
● Esegue gli script di misura
● Esegue script collaterali all'esterno di
HoBBIT con il supporto di GAWK
(recupero MAC, ecc)

19. Le scelte implementative (2/2)
I tool esterni
● ITGSend, ITGRecv, ITGDec
Il protocollo applicativo
Si basa su una lista di misure, inviata dal management server, codificata nel
formato XML (eXtensible Markup Language).
I passi sono:
1 - Si effettua l'analisi delle caratteristiche della connessione
2 - Si registra la nuova connessione sul management server recuperando i dati geografici
relativi alla connessione
3 - Il management server invia la lista delle misure con relative tempificazioni
4 - Il software client esegue il ciclo delle misure in collaborazione con il measurement server
5 - Il software client invia i risultati così ottenuti al management server
6 - Il ciclo ricomincia dal passo 3 dopo un tempo fissato dal management server

20. Analisi dei risultati
Test di funzionamento sperimentale
● Raccolta dei parametri caratteristici della connessione
● Studio della consistenza e validità dei dati
I casi di studio
● Raccolta dati circa le connessioni di decine di utenti appartenenti a
due grandi provider italiani
● Studio dei risultati di misura (migliaia)

21. Conclusioni e sviluppi futuri
Conclusioni
● Progetto e realizzazione di un client per la misura delle prestazioni delle
connessioni ad internet a banda larga
● Impiego in campagne di misurazione delle connessioni di due grandi provider
italiani
● Validazione della consistenza e studio preliminare dei risultati raccolti
Sviluppi futuri
● Porting del client per piattaforme mobili (iOS e Android)
● Ampliamento delle tipologie di misura effettuate, ad esempio:
● Supporto di misure conformi alla delibera AGCOM 244/08
e allo standard ETSI 2005-10
● Misure passive sui dispositivi di connessione

22. Bibliografia
Siti di riferimento
● HoBBIT http://hobbit.comics.unina.it
● Wikipedia http://www.wikipedia.org

23. Ringraziamenti
Istituto Tecnico Industriale A. Righi
Gruppo Comics del Dipartimento di Informatica e Sistemistica
(DIS) dell'Università “Federico II” di Napoli.
Il professor Pescapè e l'Ing. Walter De Donato.
Il NaLUG (Napoli Linux User Group).
Un particolare ringraziamento al mio carissimo amico Marco
Ferrigno per la fiducia e l'opportunità.

24. GRAZIE PER
L'ATTENZIONE