Planejamento. Revisão. Desempenho em Protocolos de Transporte

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1 Desempenho em Protocolos de Transporte Magnos Martinello Universidade Federal do Espírito Santo - UFES Departamento de Informática DI Laboratório de Pesquisas em Redes Multimidia LPRM Planejamento Serviços da camada de transporte Princípios de transferência de dados confiável Transporte orientado a conexão: TCP Estrutura do segmento Transparência confiável Controle de fluxo Princípios do controle de congestionamento Controle de congestionamento no TCP Revisão Canal pode inverter (trocar) bits no pacote checksum para detectar erros de bits Como se recuperar destes erros? acknowledgements (ACKs): receptor explicitamente diz que o pkt recebido está OK negative acknowledgements (NAKs): receptor explicitamente diz que o pkt tinha erros emissor retransmite pkt ao receber um NAK Mecanismos: Detecção de erro (emissor e receptor) Feedback do receptor: msgs de controle (ACK,NAK) 1

2 rdt3.0: Canal com erros e perdas Novo pressuposto: canal também pode perder pacotes (dados ou ACKs) checksum, N. de seq., ACKs, retransmições, ajudam mas não são suficientes Abordagem: emissor aguarda um tempo razoável por um ACK Retransmitir se não houver um ACK recebido neste tempo Se um pacote (ou um ACK) apenas atrasar (não perdido): Retransmissão será duplicada, mas usa o número de seq. Receptor deve especificar o n. de seq no pkt sendo ACKed Requer um timer (timeout) rdt3.0 emissor Wait for call 0from above && notcorrupt(rcvpkt) && isack(rcvpkt,1) stop_timer timeout && ( corrupt(rcvpkt) isack(rcvpkt,0) ) rdt_send(data) sndpkt make_pkt(0, data, checksum) Wait for ACK1 Wait for ACK0 Wait for call 1 from above rdt_send(data) sndpkt make_pkt(1, data, checksum) && ( corrupt(rcvpkt) isack(rcvpkt,1) ) timeout && notcorrupt(rcvpkt) && isack(rcvpkt,0) stop_timer Protocolo Ponto a ponto 2

3 Protocolo Ponto a ponto Desempenho do rdt3.0 rdt3.0 funciona, e o desempenho? exemplo: enlace de 1 Gbps, 15 ms de atraso de prop., tamanho do pacote 1KByte: T Transm. L (tamanho do pac. em bits) 8kbits R (Taxa de transmissão, bps) 10**9 bits/sec 8 microsec U sender : utilização fração do tempo que o emissor está ocupado U L / R.008 sender RTT + L / R Um pacote de 1KB a cada 30 msec -> 33kB/sec throughput em um enlace de 1 Gbps Este protocolo limita o uso do recurso físico! rdt3.0: operação no stop-and-wait first packet bit transmitted, t 0 last packet bit transmitted, t L / R sender receiver RTT first packet bit arrives last packet bit arrives, send ACK ACK arrives, send next packet, t RTT + L / R U sender L / R RTT + L / R

4 Protocolos em Pipeline Pipelining: emissor permite múltiplos pacotes no caminho, in-flight, que ainda vão ser confirmados Arranjo de números de sequência deve ser aumentado Buferização no emissor e/ou receptor Duas tipos genéricos de protocolos em pipeline: go-back-n, selective repeat Pipelining: utilização aumentada first packet bit transmitted, t 0 last bit transmitted, t L / R sender receiver RTT ACK arrives, send next packet, t RTT + L / R first packet bit arrives last packet bit arrives, send ACK last bit of 2 nd packet arrives, send ACK last bit of 3 rd packet arrives, send ACK U sender 3 * L / R RTT + L / R Aumento da utilização por um fator de 3! Go-Back-N Emissor: k-bits de número de seq no cabeçalho do pkt janela de até N, pacotes não confirmados consecutivos ACK(n): Confirma todos os pkts até n, incluindo o n-ésimo ACK acumulativo pode receber ACKs duplicados (veja receptor) timer para cada pacote a-caminho timeout(n): retransmite pkt n e todos aqueles com N. de seq. maiores dentro da janela 4

5 GBN em ação Repetição Seletiva receptor confirma individualmente todos os pacotes recebidos corretamente buffers de pacotes são necessários, para entregar em ordem para a camada superior Emissor envia somente pkts para os quais não recebeu ACK Timer no emissor para cada pacote não confirmado Janela do emissor N -> números de seq consecutivos novamente limita o N. de seq a ser enviados Repetição Seletiva 5

6 Repetição Seletiva Emis. Dados : Se o próximo número de seq. está na janela, envia pkt timeout(n): reenviar pkt n, reiniciar timer ACK(n) em [sendbase, sendbase+n]: marcar pkt n como recebido se n é o menor pkt não confirmado, avançar a base da janela receptor pkt n em [rcvbase, rcvbase+n-1] enviar ACK(n) Fora de ordem: buffer Em ordem: entregar, avançar janela para o próximo pkt pkt n em [rcvbase-n,rcvbase-1] ACK(n) Caso contrário: ignorar Repetição Seletiva em ação Example: seq # s: 0, 1, 2, 3 Tamanho da janela3 Receptor não vê diferença nos dois cenários! incorretamente passa dados duplicados como em (a) Q: qual relação entre o tamanho do N. de seq e o tamanho da janela? 6