Camada de transporte. TCP Transmission Control Protocol

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1 Camada de transporte TCP Transmission Control Protocol

2 TCP A confiabilidade dos processos de comunicação foi deixada a cargo do TCP O TCP é um protocolo: Orientado à conexão Confiável

3 Número de portas Assim como o UDP o TCP também utiliza número de portas como endereços O número da porta é atribuído pela aplicação independentemente se o protocolo utilizado será o UDP ou o TCP

4 Número de portas

5 Serviços TCP Fluxo do serviço de entrega

6 Buffers de transmissão e recepção Os processos podem não consumir e produzir dados à mesma velocidade. Bufferização: Buffer de recepção Buffer de transmissão Buffers do tipo FIFO (first-in first-out)

7 Buffers de transmissão e recepção

8 Buffers de transmissão Três entradas Entradas vazias possíveis de serem preenchidas Área cinza esperando a chegada de ACKs Área contendo os bytes que já estão prontos para Área contendo os bytes que já estão prontos para serem enviados

9 Buffers de recepção Duas entradas Entradas vazias aguardando bytes oriundos da rede Entradas que possuem bytes recebidos Entradas que possuem bytes recebidos aguardando verificação e utilização pelo processo receptor

10 Bytes e segmentos A bufferização controla a disparidade de velocidade entre os processos transmissores e receptores. Porém, existe uma etapa a mais antes da transmissão de dados. Esta etapa é realizada pelo IP Os segmentos TCP são encaminhados à camada de rede que os encapsula em datagramas IP Os datagramas, como sabemos, podem chegar fora de ordem, serem perdidos, corrompidos ou retransmitidos

11 Serviço full-duplex O TCP oferece serviço em modo full-duplex. Ou seja, existem buffers de recepção e transmissão em ambas as direções.

12 Serviço orientado à conexão O rotocolo TCP que cuida dos processos de A solicita ao protocolo TCP de B, que cuida dos processos de B, aprovação para iniciar a transmissão O TCP de A e de B trocam dados em ambas as direções Quando os processos não tiverem dados a transmitir, os buffers tornam-se vazios e são reciclados

13 Serviço confiável O TCP utiliza um mecanismo de confirmação (ACK) para verificar a integridade dos dados

14 Numeração de bytes O TCP mantém registro dos segmentos transmitidos e/ou recebidos. Porém, não há um campo específico para o número do segmento. Ao invés disso: Número de seqüência Número de confirmação Estes dois números referem-se ao número de bytes e não ao número de segmentos

15 Numeração de bytes O TCP numera todos os bytes de dados que são transmitidos por uma conexão. A numeração é independente em cada direção Isto ocorre quando o TCP recebe os dados do processo e os armazena no buffer de envio O valor inicial é estabelecido por um gerador de números aleatórios entre 0 e 2³² - 1 Exemplo: Se o número aleatório for escolhido como 1057 e a quantidade de bytes for 6000 bytes, os bytes serão numerados de 1057 a 7056

16 Número de seqüência Após os bytes terem sido numerados, o TCP atribui um número de sequencia para cada segmento transmitido. O número de seqüência é igual ao número O número de seqüência é igual ao número do primeiro byte transportado nesse segmento.

17 Número de seqüência

18 Número de confirmação O número ACK define o número do próximo byte que o protocolo TCP do receptor espera receber. Lembre-se que a comunicação é full-duplex. Ou seja, se A envia para B um segmento com número de seqüência 2500, o ACK que B enviará para A terá o número de confirmação 2501

19 Número de confirmação Resumo O valor do campo ACK em um segmento define o número do próximo byte que um processo espera receber.

20 Segmento TCP Cabeçalho de 20 bytes (sem as opções) a 60 bytes (com as opções), seguido do campo de dados.

21 Cabeçalho do TCP Porta de origem (16 bits) Número da porta do programa da camada de aplicação do transmissor. Porta de destino (16 bits) - Número da porta do programa da camada de aplicação do receptor. Número de seqüência (32 bits) Define o número atribuído ao primeiro byte de dados adicionado ao segmento. Número de confirmação (32 bits) Contém o número do byte que o transmissor do segmento espera receber da outra parte. Tamanho do cabeçalho (4 bits) Define a quantidade de palavras de 4 bytes no cabeçalho. Os valores geralmente são 5 ou 15.

22 Cabeçalho do TCP Reservado (6 bits) Reservado para uso futuro. Controle (6 bits diferentes) Veja tabela na próxima transparência Tamanho da janela (16 bits) Define o tamanho da janela que a outra parte deve suportar. Checksum (16 bits) C laculo para verificação de erros Indicador de urgência (16 bits) Utilizado quando o segmento contém dados de urgência. Veremos mais adiante. Opções ( 40 bytes) Informações adicionais.

23 Flags

24 Conexão em três vias

25 Transferência de dados

26 Término de conexão

27 Reset da conexão TCP cliente solicita conexão a uma porta não existente Ocorrência de alguma situação anormal levando o servidor a abortar a conexão TCP cliente percebe que a conexão está ociosa por muito tempo e resolve desligar a conexão

28 Transição de estados Para manter em orem todos os eventos que ocorrem durante o estabelecimento ou término de uma conexão, o software TCP é implementado como uma máquina de estados finitos. Permanece em um estado até que ocorra um evento.

29 Estados do TCP LISTEN: esse é o estado verdadeiro de uma conexão TCP, ele ocorre quando um host está esperando um pedido para iniciar uma conexão. SYN-SENT: esse estado indica que o host enviou um SYN para iniciar a conexão e está aguardando a resposta SYN- ACK adequada. SYN-RCVD: esse estado indica que o host enviou a resposta SYN-ACK depois de ter recebido o SYN. ESTABLISHED: esse estado indica que a conexão foi estabelecida. O host que iniciou a conexão entra nesse estado depois de receber o SYN-ACK e o host que responde depois que recebe o ACK.

30 Estados do TCP FIN-WAIT-1: O estado que um host se encontra após ter enviado um pacote FIN inicial pedindo um fechamento correto da conexão TCP. CLOSE-WAIT: O estado da conexão do host que recebeu um FIN inicial e envia de volta um ACK para confirmar o FIN. FIN-WAIT-2: O estado da conexão do host que recebeu a resposta ACK para seu FIN inicial, e indica que agora está esperando um FIN final. LAST-ACK: Esse estado indica que o host acabou de enviar seu segundo FIN, que é necessário para encerramento correto da conexão TCP, e está aguardando uma confirmação. TIME-WAIT: Nesse estado encontra-se o host iniciador que recebeu um FIN final e enviou um ACK para fechar a conexão. Nesse momento ele não irá mais receber nenhuma confirmação do ACK que acabou de enviar, portanto espera um período de tempo para fechar a conexão. CLOSED: pode-se considerar como sem estado. Esse estado existe antes que uma conexão seja iniciada ou quando ela é finalizada.

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