ELO-330: Programación de Sistemas
Tarea 3: Estrangulador de Tráfico TCP
Objetivos:
ejercitar uso de hebras, mecanismos de exclusión mutua y conexiones TCP.
Nombres: throttle_tcp :
limitador de ancho de banda ocupado por una conexión TCP.
Sintaxis: throttle_tcp
puerto [host_remoto] puerto_remoto
Descripción
En ocasiones nos
veamos enfrentados a la
necesidad de correr una aplicación que establece conexiones a través de
Internet y nos interesaría averiguar cuál es su comportamiento ante
usuarios con poco ancho de banda; por ejemplo, aquellos con acceso
móvil o desde sus hogares con poco ancho de banda. Generalmente los
desarrollos se hacen en un laboratorio con red de área local de al
menos 100Mbps de tasas en nivel físico. Surge la pregunta ¿Cómo puedo
correr un proyecto haciéndolo creer que tiene menos ancho de banda? Una
opción es usar un HUB o switch antiguo de 10 Mbps y así obligar a uno
de los computadores a correr más lento. El principal problema es que
así sólo se pueden probar enlaces de 10 Mbps (que es mucho para un
celular).
A través de esta tarea usted creará una aplicación proxy para
estrangular conexiones TCP. La idea es poner un proceso intermedio en
la conexión a intervenir y luego ajustar el ancho de banda de salida a
lo que se desee, ver Figura 1.
Figura 1: Intercepción de tráfico y cambio de parámetros
En lugar de pasar los paquetes libremente de un lado a otro y en ambas
direcciones, throttle_tcp instala dos hebras encargadas de enviar
controladamente el tráfico de salida. Cada hebra a cargo de una
dirección. La figura 2 muestra una de ellas. Una tercera hebra se preocupa por controlar la cuota de
tráfico posible a cada una de las otra hebras.
throttle_tcp usa leaky bucket
y un esquema de espera en la lectura para limitar el tráfico de salida.
La limitación de tráfico es la misma en ambas direcciones, luego se usa
una misma hebra para extraer bytes a una tasa fija de los baldes de
ambas
direcciones. Esta
tasa y el tamaño de ráfaga son ingresados por teclado y se pueden
cambiar en cada momento. Es
decir, siempre hay un prompt esperando que el usuario defina otro valor
para esta tasa, que representa el ancho de banda permitido, y otro
valor para la capacidad del balde que representa la cantidad máxima de
bytes a enviar en forma consecutiva (ráfaga).
Figura 2: Modelo para una dirección del flujo
Esta tarea sigue las
normas generales del ramo para evaluación
de tareas y
procedimiento
de entrega.
Adicional voluntario:
En la tarea 2 usted ejerció la creación de gráficos. Voluntariamente,
en esta tarea usted puede reutilizar parte de ese trabajo para que
throttle_tcp muestre dos gráficos. Uno con las variaciones de tasa de
entrada y otro con la tasa de salida (bytes por minuto). Estos gráficos
son refrescados
regularmente (por ejemplo cada dos segundos).
Ayuda:
- Tanto para el flujo en un sentido como en otro
usted puede considerar:
Un Hilo que lee como máximo tantos bytes como espacio libre por
llenar posea en el balde, incrementa el
contenido del balde en el tamaño de datos leídos y los envía. Se debe
cuidar de no rebalsar el balde. Si el balde está lleno, espera hasta
que haya espacio,
envía tantos bytes como los que pueda ingresar al balde.
Por otro lado está la hebra que extrae bytes enviados (decrementa el
contenido del balde) a una razón constante
(ingresada por teclado). Considere usar la misma hebra para ambos baldes (de dirección hacia y desde el servidor).
Si usted desea puede tener una cuarta hebra
encargada de leer y actualizar los valores de tasa y tamaño de ráfaga.
- Para implementar Leaky Bucket eficientemente estudioe el uso de Variables de Condición y el ejemplo: leakyBucket_with_sleep.c.
-
Para probar su tarea, considere usar un navegador configurado para
trabajar con un proxy de salida. En particular considerar el uso de
SOCKS. En lugar de apuntar al servidor SOCKS usted lo
hace apuntar a throttle_tcp y éste lo hace apuntar al verdadero
servidor SOCKS. Así todo el tráfico web pasará por su limitador de
tráfico y usted podrá limitar las tasa de accesos a youtube entre
otros.
- Haga su tarea de a poco y con tiempo. Con gusto
atenderé todas sus preguntas en especial en clases y horas de atención!