Protocolos de Interligação de Redes Locais e a Distância Protocolos de Transporte. Thiago Leite

Transcrição

1 Interligação de Redes Locais e a Distância Protocolos de Thiago Leite thiago.leite@udf.edu.br 1

2 Quadros (enlace), datagrama (rede) e segmento (transporte) 2

3 Funções da camada de transporte Transferência de dados confiável e econômica entre serviços Controle de fluxo Serviço orientado ou não a conexão Independência das redes físicas 3

4 Camada de Rede Camada de Independência do meio físico de comunicação 4

5 A camada de transporte oferece um serviço de endereçamento aos processos aos processos pouco importa sobre detalhes da rede a qual processo deverei me comunicar com o host remoto? portas de comunicação os Sistemas Operacionais criam os sockets para associar processos à portas 5

6 TSAP = Transport Service Access Point NSAP = Network Service Access Point Endereçamento na camada de transporte (portas) 6

7 Portas de comunicação portas entre 1 e 1023 são chamadas portas conhecidas reservadas para serviços padrão lista de portas conhecidas disponíveis em portas entre 1024 e são chamadas portas registradas podem ser utilizadas para origem de requisições as demais portas são de uso livre 7

8 Porta Protocolo Uso 21 FTP Transferência de arquivos 23 Telnet Login remoto 25 SMTP Correio eletrônico 69 TFTP Protocolo trivial de transferência de arquivos 79 Finger Pesquisa de informações sobre um usuário 80 HTTP World Wide Web 110 POP-3 Acesso remoto a correio eletrônico Principais Portas Conhecidas 8

9 Protocolo UDP (User Datagram Protocol) RFC 768 permite o envio de dados sem o estabelecimento de uma conexão não realiza controle de fluxo e ordenação dos segmentos cabeçalho fixo de 8 bytes 9

10 Cabeçalho UDP 10

11 Campos UDP Porta de origem - 16 bits serviço de comunicação de origem Porta de destino - 16 bits serviço de comunicação de destino 11

12 Campos UDP Tamanho - 16 bits tamanho do segmento incluindo cabeçalho e dados Checksum - 16 bits verificação de erros do cabeçalho e dados pode ser opcional 12

13 Aplicações que fazem uso do UDP DNS (Domain Name System) SNMP (Simple Network Management Protocol) RIP (Routing Information Protocol) DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) algumas aplicações de áudio e vídeo 13

14 TCP (Transmission Control Protocol) RFC 793, 1122 e 1323 (extensões) oferece controle de fluxo confiável em uma comunicação orientado a conexão entrega sem erros fragmenta os dados das aplicações para o envio as camadas inferiores cabeçalho com parte fixa de 20 bytes e parte variável 14

15 Cabeçalho TCP 15

16 Campos TCP Porta de origem - 16 bits serviço de comunicação de origem Porta de destino - 16 bits serviço de comunicação de destino 16

17 Campos TCP Número de Sequência - 32 bits Identifica o fragmento dentro de todo o fluxo gerado 17

18 Campos TCP Numero de Confirmação - 32 bits Indica qual o próximo byte esperado e não o último recebido 18

19 Campos TCP Tamanho do Cabeçalho - 4 bits Informa quantas palavras de 32 bits compõem o cabeçalho TCP 19

20 Campos TCP Flags TCP - 1 bit cada URG Indica a utilização do campo urgent pointer ACK É utilizado para indicar que este segmento é um ACK e que o campo Número de Confirmação deve ser interpretado PSH Segmento contém dados de camadas superiores. Os dados recebidos apenas serão entregues à camada superior apenas após receber todo o conjunto de mensagens. 20

21 Campos TCP Flags TCP - 1 bit cada RST É utilizado para reiniciar uma conexão que tenha ficado confusa devido a falhas no host ou por qualquer outra razão SYN Este bit é utilizado para indicar um pedido de conexão e a confirmação da conexão FIN Utilizado para indicar que o emissor não possui mais dados para enviar e deseja finalizar a conexão 21

22 Campos TCP Tamanho da Janela - 16 bits Indica quantos bytes podem ser enviados a partir do byte confirmado. Este campo é utilizado no controle de fluxo do TCP Se possui valor de 0, indica que todos os bytes enviados foram recebidos e que o receptor precisa de um descanso 22

23 Campos TCP Checksum - 16 bits verificação de erros do cabeçalho e dados pode ser opcional 23

24 Campos TCP Urgent Pointer - 16 bits Utilizado quando a flag URG está ativa Os dados são entregues as camadas superiores imediatamente após a chegada do segmento Indica qual a posição dos bytes contidos no segmento dentro da mensagem original Geralmente utilizado para o envio de sinais à aplicação 24

25 Campos TCP Opções (tamanho variável) Projetado para que o TCP possa oferecer recursos extras que não foram previstos em seu protocolo 25

26 Comunicação orientada a conexões 1. Estabelecimento da conexão 2. Transferência dos dados 3. Encerramento da conexão 26

27 Estabelecimento da conexão Realizado por meio de acordo entre ambas as partes envolvidas Aperto de mão em três vias ou 3-way handshake flags SYN, SYN-ACK, ACK SYN - Syncronization ACK - Acknowledgment 27

28 Aperto de Mão em Três Vias 28

29 Implementação do aperto de mão em três vias no TCP Servidor e cliente precisam sincronizar números de sequência As conexões são full-duplex e ponto-a-ponto ou duas conexões simplex entre os hoste entre dois pontos terminais 29

30 Etapas para a realização do handshake 1. Cliente envia um número aleatório de sequência para sincronização com o servidor 2. Servidor retornará com o reconhecimento da sincronização do cliente e uma solicitação de reconhecimento de seu número de sequência 3. O cliente reconhece o pedido de sincronização do servidor e pode enviar dados junto a confirmação 30

31 Aperto de Mão em Três Vias 31

32 Exemplo: Protocolos de 1. Cliente: Câmbio servidor, mensagem 200 (número de sequência do cliente), o senhor está disponível (SYN)? 2. Servidor: Positivo cliente! Mensagem 1450 (número de sequência do servidor). Prossiga com a mensagem 201 (ACK=201), câmbio. 3. Cliente: Positivo servidor! Mensagem 201 (número de sequência), confirmando número da próxima mensagem: 1451, câmbio! 32

33 Cenários problemáticos podem surgir duplicatas atrasadas dados atrasados ou duplicados de uma conexão 33

34 CR = Connection Request ACK = Acknowledgement seq = sequência DATA = dados REJECT = Rejeição Cenários Problemáticos do Aperto de Mãos de Três Vias 34

35 Encerramento da conexão encerramento simétrico cada lado encerra a conexão com o par encerramento assimétrico um dos lados encerra a conexão sem conhecimento do outro lado 35

36 Etapas para o encerramento da conexão simétrica 1. Host A solicita a finalização da conexão 2. Host B indica que recebeu o pedido de encerramento 3. Host B também solicita a finalização da conexão 4. Host A responde com a confirmação A etapa 2 e 3 podem ser combinadas no mesmo segmento 36

37 DR = Disconnection Request Cenários de Desconexão Simétrica 37

38 Desconexão assimétrica uma das partes finaliza a conexão sem o consentimento do par ocorre geralmente diante falhas na comunicação 38

39 DR = Disconnection Request Cenários de Desconexão Simétrica 39

40 CR = Connection Request ACK = Acknowledgement DATA = dados DR = Disconnection Request Desconexão assimétrica com perda de dados 40

41 Recurso de confiabilidade do TCP uma confirmação para vários pacotes o emissor mantém uma janela de quais foram os pacotes enviados e ainda não confirmados a medida que os pacotes são recebidos, o receptor envia uma confirmação de até qual byte foi recebido 41

42 Recurso de confiabilidade do TCP a quantidade de pacotes confirmados em uma resposta é chamado tamanho da janela quanto maior o tamanho da janela, maior a vazão dos dados as janelas podem ser de tamanho fixo ou deslizante o emissor deve manter um timeout do conjunto de pacotes que foram enviados 42

43 Janela Fixa Protocolos de número máximo de bytes sem confirmação que podem ser enviados o tamanho da janela não irá variar constantemente apenas após a confirmação do número de bytes previstos que o emissor pode enviar mais dados 43

44 Janela Deslizante o tamanho da janela é ajustado conforme a comunicação a qualidade da comunicação pode influenciar na modificação do tamanho da janela quanto menos perdas ocorrem, maior pode ser a janela 44

45 Janela Deslizante 45

46 Buffer Cheio do Receptor 46

47 Aplicações que fazem uso do TCP Telnet (Telecomunications Network) FTP (File Transfer Protocol) SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) POP (Post Office Protocol) aplicações que necessitem de confiabilidade na transmissão dos dados 47

48 Revisão segmento funções da camada de transporte porta de comunicação serviço de transporte orientado a conexão flags de conexão e desconexão aperto de mão em três vias encerramento de conexão simétrico e assimétrico protocolo UDP aplicações do UDP janelas fixa e deslizante protocolo TCP 48

49 TJ-MG (FUMARC) Em relação aos protocolos da pilha TCP/IP, analise as seguintes afrmativas. I. O protocolo ARP é o protocolo responsável pela resolução de endereço lógico para endereço físico e utiliza broadcast para essa atividade. II. O protocolo UDP (User Datagram Protocol) é um protocolo orientado a conexão e oferece garantia de entrega dos datagramas às camadas superiores. III. No processo de roteamento, o protocolo IP é responsável por decrementar o TTL (time to live) de um pacote a cada salto. Esse mecanismo tem o objetivo de evitar loops no encaminhamento de pacotes que poderiam acontecer por falhas na confguração dos roteadores. Assinale a alternativa CORRETA: a) A afirmativa III está errada e as afirmativas I, II estão corretas. b) A afirmativa II está errada e as afirmativas I, III estão corretas. c) A afirmativa I está errada e as afirmativas II, III estão corretas. d) As afirmativas I, II e III estão corretas. 49

50 FUB (CESPE) Se o ACK correspondente a um pacote enviado não é recebido, decorrido um tempo estimado, o protocolo UDP realiza a retransmissão. a) Certo b) Errado 50

51 DATAPREV (CESPE) O protocolo UDP provê transporte confiável, pois oferece um serviço orientado à conexão. a) Certo b) Errado 51

52 BNDES (CESGRANRIO) O TCP (Transmission Control Protocol) foi projetado especificamente para oferecer um fluxo de bytes fim a fim confiável em uma inter-rede não confiável. O controle de fluxo no TCP é administrado por meio de: a) memória compartilhada b) contador de datagramas c) contador de pacotes d) temporizador de pacotes e) janela deslizante 52

53 Empresa de Pesquisa Energética (CESGRANRIO) Um servidor X envia os segmentos TCP S1, S2, S3, S4 e S5 ao servidor Y, em determinada conexão estabelecida na Internet. Considerando-se que X e Y estão em sub-redes diferentes e que existe uma taxa de perda de pacotes de 20% no link Internet de X, conclui-se que: a) a camada de aplicação de Y receberá somente 4 dos 5 segmentos, caso a perda seja uniformemente variável. b) a camada de aplicação de Y poderá receber os segmentos em ordem cronológica diferente da que X enviou. c) somente S1 possui os endereços IP e Ethernet (Mac Address) em seu cabeçalho. d) haverá retransmissão, a cargo da camada de transporte, caso haja perda de um desses segmentos. e) os endereços IP e Ethernet (Mac Address) somente estarão presentes no cabeçalho dos segmentos de estabelecimento de conexão. 53

54 Empresa Brasileira de Serviços Hospitalares (IADES) Os protocolos IP e TCP são responsáveis, respectivamente, pela comunicação entre: a) hosts e processos. b) processos e hosts. c) processos e nós. d) switches e processos. e) hubs e switches. 54

55 STM (CESPE) Entre as características dos protocolos IP e UDP, está a de garantir a entrega ordenada dos dados; por isso, eles são utilizados em aplicações VoIP. a) Certo b) Errado 55

56 Telebrás (CESPE) Se em uma comunicação entre dois computadores que utilizam o protocolo TCP for identificado que a flag FIN foi enviada, haverá a solicitação da abertura da conexão entre os dois computadores. a)certo b)errado 56

57 MF (ESAF) As conexões TCP são do tipo: a) Full-duplex e multidifusão. b) Duplex e multidifusão. c) Full-duplex e ponto a ponto. d) Duplex e difusão. e) Simplex e ponto a ponto. 57

58 SPTrans (VUNESP) Em se tratando de ligações TCP, o cliente envia um pacote com a flag SYN ao servidor e aguarda um sinal de aceite dessa ligação, que é um pacote: a) SYN+ACK b) OK c) SYN+ACCEPT d) ACCEPTED e) ON 58