Redes de Computadores

Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

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Redes de Computadores

Transmission Control Protocol - TCP


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O modelo TCP/IP

Aplicativo

Transporte

Internet

Interface deRede

IP

TCP,UDP


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Comunicação vista pelo TCP


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O Serviço de Transporte

• Recebe dados da camada de aplicativos e os divide em unidades menores para a camada internet (IP).– multiplexação/demultiplexação

• Orientado à conexão (ponto a ponto)

• Controle de Fluxo (congestionamento)

• Confiabilidade (tratar erros)


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Transporte X Data Link

• Controle de Erros

• Controle de Fluxo

• Seqüenciamento de Pacotes


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Roteador

Meio Físico

Roteador SubRede

Host Host

a) Ambiente do Data Link b) Ambiente da camada de transporte

• Dissimilaridades– Endereçamento– Conexão– Capacidade de armazenamento (buffering)


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Estabelecendo uma conexão

• Requisição de conexão conexão aceita

• Não é tão simples: Pacotes– perdidos– armazenados (por roteadores)– duplicados


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Formato de um segmento TCP


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De onde vem a confiabiliade ?

• Técnica de Reconhecimento com Retransmissão: (Aknowledgement with Retransmission)– Receptor comunica-se com emissor enviando

uma msg ACK (aknowledgement) ao receber dados.

– Emissor mantém registro de cada pacote enviado e mantém um timer p/ retransmissão


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Reconhecimento c/ retransmissão

Eventos no Emissor Eventos no Receptor

Envia pacote 1

Recebe ACK 1Envia Pacote 2

Recebe ACK 2

Recebe Pacote 1Envia ACK 1


Msgs na Rede


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Pacote perdido ou corrompidoEventos no Emissor Eventos no Receptor

Envia pacote 1Inicia Timer

ACK deveria chegar

Recebe ACK 1Cancela timer

Pacote deveria chegarACK deveria ser enviado


Msgs na Rede

Tempo espira

Retransmite Pac. 1Inicia Timer

Pacote perdido


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Pacotes duplicados

• Origem de pacotes duplicados– Gerados por camadas inferiores de rede– Atrasos (delays) na rede

• Solução– Atribuir a cada pacote um nro de seqüência– exigir do receptor que “lembre” qual nro de

seqüência recebeu


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Segmentos, Streams e Nros de seqüência

• TCP enxerga fluxo de dados (data stream) – sequência de octetos (bytes)– Agrupados em Segmentos– Cada segmento viaja dentro de um datagrama

IP

• Transporte utiliza janelas deslizantes– melhor eficiência (maior throughput)– controle de fluxo (buferização)


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Janelas Deslizantes

• No TCP, as janelas deslizantes operam ao nível de octetos (não segmentos ou pacotes)

• Octetos são numerados seqüencialmente

• conceitualmente, a cada octeto é atribuído um nro de seqüência.

• Emissor mantém 3 ponteiros sobre a janela para cada conexão.


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Janela Deslizante

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ...

Octetos enviados ereconhecidos

Octetos enviados enão reconhecidos

Octetos não enviadosmas que serão sem delay

Somente enviados apósmovimentação da janela


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Three-way handshake

• Procedimento usado para estabelecer conexão

• normalmente iniciado por um TCP e atendido por outro TCP

• Por que 3?– a escolha do nro inicial de seqüência (ISN) não

está atrelada a um clock global de rede.


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Envia SYN seq = x

Recebe SYN +ACK Envia ACK y + 1

Recebe segmento SYNEnvia SYN seq = y, ACK x +1

Recebe ACK

Msgs na Rede

Obs: Se SYN está presente: nro de seqüência é ISN O primeiro octeto de dados será ISN+1.

Handshake: abrindo conexão


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Seleção do 1º nro de sequência (ISN)

• Aleatório: clock fictício de 32 bits incrementado a cada 4 microsegundos

• ciclo de 4.55 horas

• tempo máximo de vida de um segmento (MSL) < 4,55– ISN será único.


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Conexão antigaTCP A TCP B

1. FECHADA LISTEN

2. SYN-ENV. --> <SEQ=100><CTL=SYN> ...

3. (duplicate) ... <SEQ=90><CTL=SYN> --> SYN-RECEB.

4. SYN-ENV. <-- <SEQ=300><ACK=91><CTL=SYN,ACK> <-- SYN-RECEIVED

5. SYN-ENV. --> <SEQ=91><CTL=RST> --> LISTEN 6. ... <SEQ=100><CTL=SYN> --> SYN-RECEB.

7. SYN-ENV. <-- <SEQ=400><ACK=101><CTL=SYN,ACK> <-- SYN-RECEB.

8. ESTAB. --> <SEQ=101><ACK=401><CTL=ACK> --> ESTAB.


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Fechando uma conexão

• Conexão TCP: full duplex– contém 2 streams independentes de dados– O TCP que recebe pedido de fechamento, passa

a não aceitar mais dados– O TCP que iniciou o fechamento, pode ainda

receber dados.


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Fechando conexão


Aplicativo fecha conexãoEnvia FIN seq = x

Recebe SYN +ACK Envia ACK y + 1

Recebe segmento SYNEnvia ACK x +1

(informa aplicativo)

Recebe ACK

Msgs na Rede

Aplicativo fecha conexãoEnvia FIN seq = y, ACK x + 1

Recebe ACK


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O que é uma janela ?Controle de Congestão

• Janela enviada em cada segmento indica faixa de nro de sequências que o emissor da janela está preparado para receber.

• Tam. relacionado ao buffer da conexão


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Aplicativo passa 2K

Aplicativo passa 2K

Emissor pode env. 2K

2K

cheio

2K

2K

vazio0 4K

1K

Emissor Receptor

2K seq=0

ACK=2048 WIN=2048

2K seq=2048

ACK=4096 WIN=0

ACK=4096 WIN=2048

1K seq=4096

Emissor bloqueado

Aplicativo lê 2K


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Observações

• Emissor não tem que transmitir assim que dados chegam do aplicativo

• Receptor não tem que retransmitir ACKs imediatamente. (pode esperar o buffer encher)


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Formato de um segmento TCP


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Tamanho máximo segmento

• Header TCP: 20 bytes

• Header IP: 20 bytes

• Max: – 65535 - 20 - 20 = 65495 bytes de dados


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Conteúdo do Segmento 1

• Sequence Number: nro do primeiro octeto no segmento (exceto SYN)

• Aknowledgement: nro do octeto que o emissor espera receber.

• Hlen: comprimento do cabeçalho

• Reserved: não usado (projeto bem feito!)


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• Code Bits: propósito/objetivo do segmento

URG

ACK

PSH

RST

SYN

FIN

• URG: indica dado urgente sendo transmitido• ACK: Se 0, desprezar nro de aknowledgement• PSH: transmite segmento sem bufferizar• RST: resetar conexão (queda do host, rejeitar

segmento)


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Code Bits 2.1

• URG: indica dado urgente sendo transmitido• ACK: Se 0, desprezar nro de aknowledgement• PSH: transmite segmento sem bufferizar• RST: resetar conexão (queda do host, rejeitar

segmento)• SYN: estabelecer conexões (SYN=1)• FIN: liberar uma conexão

– SYN e FIN tem nros de sequência.


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• Window: quantos octetos podem ser mandados começando a partir do byte no campo aknowledgement number.– window = 0: receptor precisa de “descanso”.

• Checksum: cabeçalho+dados

• Options: funções extras– Especificar valor inicial da janela– se ausente, usar default (536+20=556 octetos)

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