Transporte. Sua função é: Promover uma transferência de dados confiável e econômica entre máquina de origem e máquina de destino.

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1 Redes de Computadores Transporte Prof. Rodrigo Rocha Camada de transporte Sua função é: Promover uma transferência de dados confiável e econômica entre máquina de origem e máquina de destino. Atende aos processos presentes na camada de aplicação. Oferece serviços orientados a conexão e sem conexão (igual a rede e enlace?) Enlace = placas de rede. Rede = principalmente roteadores. Transporte = máquina do usuário. 2 1

2 Camada de transporte Exemplo simples de protocolo da camada de transporte: LISTEN (Porta local) O servidor aguarda conexões de entrada. CONNECT (Porta local, porta remota) Cliente tenta estabelecer uma conexão. Se for bem sucedido recebe um número positivo, que é o numero da conexão (numcon), senão recebe um número negativo. SEND (numcon, buffer, bytes) Transmite a mensagem (buffer) em uma ou mais partes. RECEIVE (numcon, buffer, bytes). Aguarda uma mensagem (resposta, desconexão, erro,...) DISCONNECT(numcom) ) Encerra a conexão. 3 Camada de transporte Tipos de pacotes entre transporte e rede (to_net, from_net): CALL REQUEST Enviado para estabelecer uma conexão. CALL ACCEPTED Resposta a CALL REQUEST CLEAR REQUEST Enviado para encerrar a conexão CLEAR CORFIRMATION Resposta a CLEAR CONFORMATION DATA Usado para transportar dados. CREDIT Pacote de controle para gerenciamento 4 2

3 Camada de transporte UDP (User datagram Protocol) Basicamente o IP com um cabeçalho (portas) Envia pacotes sem estabelecer uma conexão Cabeçalho de 8 bytes seguido pela carga útil. Porta de origem Tamanho do pacote Porta de Destino Checksum Portas Identificar os processos nas máquinas Tamanho Cabeçalho + carga útil Checksum 0 se não for utilizado (voz) Não realiza controle de fluxo. Não retransmite ou corrige pacotes com erro. Então, para que serve? 5 Camada de transporte UDP Chamada de procedimento remoto. RPC ( Remote Procedure Call) Similar a uma chamada de função, com retorno, em uma linguagem de programação. Ex: Resolver DNS - get_ip_address (host_name), envia uma pacote UDP a um servidor DNS, dispara um timer. 6 3

4 Camada de transporte UDP Protocolo de Transmissão em tempo real RTP (Real-time Transfer Protocol) Aplicações multimídia em tempo real (Música e vídeo por demanda; videoconferência; rádio e telefonia na internet. É executado sobre UDP (genérico para qualquer aplicação). Cabeçalho Cabeçalho Cabeçalho Cabeçalho Ethernet IP UDP RTP 7 Camada de transporte UDP Protocolo de Transmissão em tempo real Sua função básica é multiplexar diversos fluxos de dados de tempo real sobre um único fluxo de pacotes UDP. Os pacotes RTP são numerados e o receptor pode tentar fazer uma interpolação caso falte algum pacote. A retransmissão não resolve pois o pacote chegaria após o fluxo. Tem controle de fluxo? Tem repetição? Tem correção de erros ou falhas? Tem detecção de erros ou falhas? 8 4

5 (transmission control protocol) Oferece um fluxo de bytes fim a fim confiável, em uma inter-rede não confiável. Uma inter-rede tem diferentes topologias, retardos, largura de banda, tamanho de pacote, etc. O TCP foi projetado para se adaptar dinamicamente a isso e ser robusto diante dos diversos tipos de falhas que podem ocorrer. Recebe os fluxos de dados dos processos e divide em partes de no máximo 64Kb (em geral Bytes para caber em um quadro ethernet) 9 Modelo de Serviço O serviço TCP é obtido quando transmissor e receptor criam pontos extremos conhecidos por Soquetes. Cada soquete tem um número composto pelo IP do host (32 bits) e um porta local (16 bits). As portas abaixo de são chamas de portas bem conhecidas (21, 23, 25, 80, 110) Todas as conexões são full-duplex e ponto a ponto. O que são full-duplex e ponto a ponto? 10 5

6 Funcionamento básico para ambos os labos: Quando um segmento é enviado o transmissor dispara um timer. Ao chegar ao destino a entidade TCP receptora retorna um segmento com um número e confirmação igual ao próximo número de sequência que deseja receber. Se o timer do transmissor expirar antes de receber a confirmação, outro pacote será enviado. 11 Sem perda de pacote 12 6

7 Sem perda de pacote 13 Sem perda de pacote Recebe Envia 14 7

8 Sem perda de pacote Recebe Envia Recebe 15 Sem perda de pacote Recebe Envia Recebe Envia pkt 2 Recebe 16 8

9 Sem perda de pacote Recebe Envia Recebe pkt 2 Recebe Recebe pkt 2 Envia ACK 2 17 Com perda de pacote 18 9

10 Com perda de pacote 19 Com perda de pacote Recebe Envia x E agora? 20 10

11 Com perda de pacote Recebe Envia (tempo) Reenvia pkt1 x Recebe 21 Com perda de pacote Recebe Envia (tempo) x Reenvia pkt1 Recebe Recebe Envia pkt 2 pkt 2 Recebe pkt 2 Envia ACK

12 Com perda de ACK 23 Com perda de ACK Recebe Envia 24 12

13 Com perda de ACK Recebe Envia x Recebe E agora? 25 Com perda de ACK Recebe Envia (tempo) Reenvia x Recebe Recebe 26 13

14 Com perda de ACK Recebe Envia (tempo) Reenvia Recebe x Recebe Recebe 27 Com Interrupção prematura 28 14

15 Com Interrupção prematura Recebe Envia Recebe 29 Com Interrupção prematura Recebe Envia (tempo) Recebe Reenvia 30 15

16 Com Interrupção prematura Recebe Envia (tempo) Reenvia Recebe Recebe ACK1 E agora? 31 Com Interrupção prematura Recebe Envia (tempo) Reenvia Recebe ACK1 Recebe Recebe Detecta duplic. Reenvia 32 16

17 Com Interrupção prematura Recebe Envia (tempo) Reenvia Recebe ACK1 Recebe Não faz nada Recebe Recebe Detecta duplic. Reenvia 33 Com Interrupção prematura Recebe Envia (tempo) Reenvia Recebe ACK1 Recebe Não faz nada Recebe Recebe Detecta duplic. Reenvia 34 17

18 Cabeçalho TCP (20 bytes) Header lengt Souce port U R G Sequence Number Acknowledgement number A C K P S H R S T S Y N F I N Destination port Windows Size Checksum Urgent Pointer Options (0 ou mais palavras de 32 bits) Dados (Campo opcional) 35 Estabelecimento de conexões handshack de três vias Servidor LISTEN em uma porta específica. Cliente CONNECT (IP, PORTA, tamanho do segmento, [usuário/senha]) com SYN=1, ACK=0 e aguarda resposta. Servidor Não existe processo nessa porta, responde com RST=1 Existe processo, envia uma resposta com o número do próximo segmento que espera receber. host1 SYN(Seq=y, ACK=x+1) host

19 Encerramento de conexões Qualquer dos lados envia um pacote com FIN=1. Quando o FIN é confirmado, o outro lado ainda pode continuar enviando pacotes. Quando o outro lado também enviar FIN=1 e o pacote ser confirmado a conexão é encerrada. Caso o pacote FIN não seja confirmado, após um período de 2 x o tempo do pacote o transmissor encerra a conexão. 37 Política de transmissão do TCP Suponha um receptor com um buffer de O transmissor envia um segmento de bytes. O receptor confirma o recebimento e responde que tem uma janela de mais (até uma aplicação ler o buffer). O transmissor envia outro segmento de bytes. O receptor confirma o recebimento e responde com uma janela igual a 0. O que acontece? 38 19

20 Política de transmissão do TCP Suponha um receptor com um buffer de O transmissor envia um segmento de bytes. O receptor confirma o recebimento e responde que tem uma janela de mais (até uma aplicação ler o buffer). O transmissor envia outro segmento de bytes. O receptor confirma o recebimento e responde com uma janela igual a 0. O processo para até o buffer ser liberado pela aplicação. A aplicação faz uma leitura de 2.048, e receptor envia outro pacote com janela = Política de transmissão do TCP TX envia 2K 4K TX bloqueado 2K TX envia +2K TX bloqueado TX pode enviar +2K 0K Aplicação le 2 k 2K 40 20

21 Política de transmissão do TCP Transmissores não são obrigados a enviar dados assim que recebem das aplicações. Por exemplo: Ao receber uma mensagem de 2K da aplicação o transmissor, sabendo que há uma janela de 4k disponível, pode aguardar outros 2k antes de transmitir. Qual opção é melhor? 41 Política de transmissão do TCP Suponha p um aplicativo de acesso remoto com mouse. Os movimentos do mouse devem ser enviados ao computador remoto. Como seria a visualização ponteiro do mouse com o algoritmo de Nagle? 42 21

22 Política de transmissão do TCP Síndrome da Janela boba (Clark,1982). Ocorre quando o transmissor envia grande blocos, mas o processo no receptor lê os dados 1 byte por vez. O buffer no receptor enche rapidamente e w=0 é enviado para bloquear a transmissão. O processo receptor lê um byte, o buffer fica com 1 byte livre e o TCP envia w=1. O Transmissor envia mais um byte e o buffer enche novamente e w=0 é transmitido. O algoritmo proposto por Clark só envia to tamanho da janela quando atingir metade da capacidade. 43 Controle de congestionamento Fluxo Congestionamento 44 22

23 Controle de congestionamento Não injetar um pacote na rede até que o anterior tenha saído O TCP busca esse objetivo manipulando dinamicamente o tamanho da janela. Dois problemas com causas diferente duas janelas diferentes. Cada janela informa o número de bits que pode ser enviado, porém a janela efetiva é a menor janela. O principal controle da janela de congestionamento é o Timeout do pacote (fim do tempo da confirmação). 45 Controle de congestionamento Inicialização lenta. Janela de congestionamento = tamanho do segmento. Transmite um segmento, se for confirmado dobra o tamanho da janela (dois segmentos) Transmite dois segmentos, se for confirmada dobra o tamanho da janela (quatro segmentos)... Continua até ocorrer um timeout ou alcançar o tamanho da janela do receptor. É um algoritmo exponencial, de lento só tem o nome

24 Controle de congestionamento By ytes enviados Confirmações 47 Controle de congestionamento Inicialização lenta com limiar. É definida uma variável denominada limiar com 64k. Quando ocorre um timeout limiar é definida com metade do tamanho da janela atual Em seguida é realizada uma partida lenta até alcançar o valor de limiar. A partir desse ponto ocorre o aumento de um segmento para cada confirmação. E o processo se repete

25 Controle de congestionamento T a m a n h o Limiar p k t Limiar Confirmações 49 Referências Livro texto 1) FOROUZAN, Behrouz A.. Comunicação de Dados e Redes de Computadores. 4ª ed. São Paulo: McGraw - Hill, ) TEIXEIRA, Ivair. Aulas ministradas na FAV. 25

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