Aula 64 – TEC 11ºF

Redes de computadores

Prof. António dos Anjos

Camada de Transporte (relembrar)

Assegura a entrega fiável dos pacotes:

Como estabelecer uma ligação lógica? (e.g. SYN, FIN)

Como saber se o pacote foi entregue com sucesso? (e.g. ACK ≈ Aviso Recepção);

Quanto tempo esperar pela confirmação?

Como fazer para não sobrecarregar o destinatário com demasiados pacotes? (e.g. WinSize);

Que mecanismos utilizar para permitir o reagrupamento dos pacotes ao nível lógico? (e.g. Sequence Number).

Ao nível da Camada de Transporte, a unidade de informação é o SEGMENTO.

Exemplos de protocolos que respondem: TCP, UDP.

Camada de Transporte – Protocolos

Temos:

TCP – Transmission Control Protocol; Usado por Telnet, HTTP, POP, FTP, etc…

UDP – User Datagram Protocol; Usado por DHCP, TFTP, SNMP, etc…

Objectivos:

Permitir comunicação entre aplicações;

Dotar a comunicação de fiabilidade (se desejado);

Controlar fluxo e congestão (se desejado).

Camada de Transporte – Protocolos (2)

Necessitam de:

Mecanismo de endereçamento adicional para identificar cada uma das aplicações que estão a comunicar;

As aplicações são identificadas por um número ao qual se chama porta;

Exemplos: HTTP é identificado pelo número 80; FTP é identificado pelo número 21;

NOTA: O tema portas será aprofundado ao se analisar os protocolos da camada de aplicação!

TCP – Transmission Control Protocol

Normalizado pelo IETF como RFC 793;

O mais conhecido da camada de transporte (TCP/IP suite);

Protocolo orientado à ligação;

Estabelece a ligação lógica entre duas aplicações;

Transposta os dados entre elas;

Termina a ligação.

Criado para assegurar a fiabilidade comunicações de dados.

TCP – Fiabilidade

Estabelecimento fiável de ligação;

Transmissão fiável de dados;

Encerramento fiável da ligação.

TCP – Estabelecimento de Ligação

Faz-se através da troca de três mensagens:

“Three-way handshake” (aperto de mão a três tempos);

O mínimo e suficiente para assegurar o estabelecimento da ligação;

São utilizadas mensagens:

De sincronização (SYN – Synchronize); De confirmação (ACK – Acknowledged).

TCP – 3-Way Handshake

Envia SYN

Recebe SYN

Envia SYN + ACK

Recebe SYN + ACK

Envia ACK

Recebe ACK

Comunicação Estabelecida!!!

Tempo Tempo

TCP – Transmissão Fiável

Confirmação de recepção:

O receptor confirma, através de uma mensagem curta (Acknowledgment), que recebeu o segmento enviado;

Retransmissão:

Se a confirmação não for recebida dentro de um período determinado, o segmento é reenviado;

TCP – Transmissão Fiável (2)

TCP - Retransmissão

Quanto tempo esperar pela confirmação (ACK)?

Depende da distância ao destino e das condições do tráfego no momento.

O tempo de espera num determinado momento é estimado a partir do Round-Trip Time de cada ligação e o tempo estimado presente:

Chama-se, por isso, retransmissão adaptável;

O segredo do sucesso do TCP!

TCP – Controlo de Congestão

A congestão é detectada por:

Ocorrência de Timeout (ACKs não chegam);

Recepção duplicada de ACKs.

Ao serem detectadas colisões:

O envio de segmentos é reduzido drásticamente (Collision Avoidance Algorithm);

Depois começa a aumentar devagar, inicialmente, e exponencialmente com o tempo (Slow Start Algorithm);

TCP – Controlo de Fluxo

O receptor: Anuncia, a cada ACK, o espaço livre do seu bufffer

(window size);

O emissor: Envia segmentos até ao limite da janela (window

size), sem ter de esperar por confirmação (ACKs);

Este mecanismo é conhecido como Protocolo da Janela Deslizante (Sliding Window Protocol).

TCP –Encerramento Fiável

Importante por causa da segurança:

Se não for encerrada de forma correcta, poderão ficar portas abertas;

Alguém mal intencionado poderá aproveitar.

TCP – Encerramento Fiável (2)

TCP – Encerramento Fiável (3)

O mecanismo de encerramento do TCP permite que uma das partes termine a ligação e a outra possa continuar a enviar dados;

Chama-se half-close:

O fecho da ligação num dos lados, não obriga ao fecho de ambos.

TCP - Formato

TCP – Formato (2)

Source/Destination Port Porta remetente/destinatária (aplicação);

Sequence Number Número de sequência do pacote;

Acknowledgment Number Próximo número de sequência que o emissor espera receber;

HLen Tamanho do cabeçalho;

TCP – Formato (3)

URG O campo Urgent Pointer é válido;

ACK O segmento é uma confirmação (Acknlowledgement);

PSH O receptor deverá passar os dados para a camada de aplicação logo que possível;

RST Segmento enviado não faz sentido (e.g. porta não existe);

SYN Pedido de sincronização de números de sequência (p/iniciar ligação);

FIN Computador emissor acabou o envio de dados (p/terminar ligação);

TCP – Formato (4)

Window Número de bytes que o host está disposto a aceitar (espaço

livre no buffer);

Checksum Cobre o cabeçalho + dados;

Urgent Pointer Posição onde serão colocados os dados urgentes.

Options A opção mais comum é a MSS que define o tamanho máximo

do segmento que pode ser enviado.

UDP – User Datagram Protocol

A entrega da mensagem não é assegurada (não fiável);

Não é estabelecida ligação;

Não há controlo de fluxo (não tem Window);

Não há recuperação de erros (não há ACKs);

Detecção de erros opcional (Checksum é opcional);

VANTAGEM?

Muito menor overhead!

UDP - Formato

Lenght Comprimento em bytes do cabeçalho + dados;

TPC

Faça a análise de uma sessão de HTTP:

Atenção ao 3-Way Handshake;

Atenção à terminação da ligação;

Tente perceber as mensagens da coluna Info (no Ethereal);

Esquematize os dois acontecimentos.

Utilize os filtros de captura para capturar apenas segmentos de TCP e o tráfego do seu computador;

Ajudas:

Para iniciar sessão: Executar um browser de Internet com um endereço web. Escolha uma página simples. Por exemplo http://www.google.pt.