Captulo 12 Camada 4 A Camada de Transporte

Capítulo 12 Camada 4 A Camada de Transporte

Sumário l 12. 1 - A Camada de Transporte; l 12. 2 - TCP e UDP; l 12. 3 - Métodos de Conexão TCP.

12. 1 - A Camada de Transporte l Objetivo – l Explicar as funções principais do nível de transporte. Estruturado da seguinte forma: – 12. 1. 1 - A Finalidade da Camada de Transporte; – 12. 1. 2 - Protocolos da Camada 4; – 12. 1. 3 - Comparando TCP e IP.

12. 1 - A Camada de Transporte l 12. 1. 1 - A Finalidade da Camada de Transporte – Termo "qualidade de serviço" freqüentemente usado para descrever finalidade da camada 4 (transporte); – Responsabilidades principais: transportar e regular fluxo de informações da origem para o destino de forma confiável e precisa; – Funções principais: controle ponto-a-ponto, fornecido pelas janelas móveis, e confiabilidade nos números de seqüência e nas confirmações;

12. 1 - A Camada de Transporte l 12. 1. 1 - A Finalidade da Camada de Transporte – Para entender confiabilidade e controle de fluxo, imagine um aluno que estude um idioma estrangeiro durante um ano; – Imagine que ele visite o país onde o idioma é usado; – Na conversação, ele pedirá que todos repitam suas palavras (confiabilidade) e que falem pausadamente para que ele as entenda (controle de fluxo).

12. 1 - A Camada de Transporte l 12. 1. 2 - Protocolos da Camada 4 – Ênfase deste currículo: redes Ethernet TCP/IP; – Protocolo TCP/IP da camada 4 OSI (transporte) tem dois protocolos: TCP e UDP: l Características TCP: – Fornece circuito virtual entre aplicações do usuário final; – – Orientado à conexão; Confiável; Divide mensagens enviadas em segmentos; Reagrupa mensagens na estação destino; Reenvia tudo o que não foi recebido; – Reagrupa mensagens a partir de segmentos recebidos. – – –

12. 1 - A Camada de Transporte l 12. 1. 2 - Protocolos da Camada 4 l Características UDP: – Transporta dados sem confiabilidade entre hosts; – Sem conexão; – Não confiável; – Transmite mensagens (datagramas do usuário); – Não fornece verificação de software para a entrega da mensagem (não é confiável); – Não reagrupa mensagens de entrada; – Não usa confirmações; – Não fornece controle de fluxo.

12. 1 - A Camada de Transporte l 12. 1. 2 - Protocolos da Camada 4

12. 1 - Nível de Transporte l 12. 1. 3 - Comparando TCP e IP – TCP/IP é uma combinação de dois protocolos individuais, o TCP e o IP; – IP é um protocolo da camada 3, um serviço sem conexão que faz os melhores esforços para fazer a entrega através de uma rede; – TCP é um protocolo da camada 4, um serviço orientado à conexão que fornece controle de fluxo e confiabilidade;

12. 1 - Nível de Transporte l 12. 1. 3 - Comparando TCP e IP – Unir os dois protocolos permite que eles forneçam uma quantidade maior de serviços; – Juntos, eles representam o conjunto inteiro; – TCP/IP é um protocolo das camada 3 e 4, onde a Internet se baseia; – Laboratório: l Utilizar software Protocol Inspector para “espiar” pacotes TCP e HTTP.

12. 1 - Nível de Transporte l 12. 1. 3 - Comparando TCP e IP

12. 2 - TCP e UDP l Objetivo – l Identificar as propriedades principais do UDP e do TCP. Estruturado da seguinte forma: – 12. 2. 1 - TCP; – 12. 2. 2 - Formato do Segmento UDP.

12. 2 - TCP e UDP l 12. 2. 1 - TCP – TCP é um protocolo da camada 4 (transporte) orientado à conexão que fornece transmissão de dados full-duplex confiável; – TCP é parte da pilha de protocolos TCP/IP; – Definições dos campos no segmento TCP: l porta de origem - número da porta que fez a chamada; l porta de destino - número da porta chamada; l número de seqüência - usado para garantir seqüência correta dos dados de chegada;

12. 2 - TCP e UDP l 12. 2. 1 - TCP – Definições dos campos no segmento TCP: l número de confirmação - próximo octeto TCP esperado; l HLEN - número de palavras de 32 bits no cabeçalho; l reservado - definido como zero; l bits de código - funções de controle (como configuração e terminação de uma sessão); l janela - número de octetos que o remetente está disposto a aceitar;

12. 2 - TCP e UDP l 12. 2. 1 - TCP – Definições dos campos no segmento TCP: l checksum - checksum calculado do cabeçalho e dos campos de dados; l indicador de urgência - indica o final dos dados urgentes; l opção option-one - tamanho máximo do segmento TCP; l dados - dados do protocolo da camada superior.

12. 2 - TCP e UDP l 12. 2. 1 - TCP

12. 2 - TCP e UDP l 12. 2. 2 - Formato do Segmento UDP – UDP é o protocolo de transporte sem conexão da pilha de protocolos TCP/IP; – UDP é um protocolo simples que troca datagramas, sem confirmações ou entrega garantida; – Processamento de erros e retransmissão de erros devem ser tratados por outros protocolos; – UDP não usa janelamento ou confirmações, portanto, os protocolos da camada de aplicação fornecem a confiabilidade;

12. 2 - TCP e UDP l 12. 2. 2 - Formato do Segmento UDP – UDP é projetado para aplicações que não precisam colocar seqüências de segmentos juntas; – Protocolos que usam UDP são: l TFTP; l SNMP; l DHCP; l DNS (Domain Name System).

12. 2 - TCP e UDP l 12. 2. 2 - Formato do Segmento UDP

12. 3 - Métodos de Conexão TCP l Objetivo – l Explicar processo de abertura de conexão. Estruturado da seguinte forma: – 12. 3. 1 - Números de Porta; – 12. 3. 2 - Handshake Triplo/Conexão Aberta.

12. 3 - Métodos de Conexão TCP l 12. 3. 1 - Números de Porta; – TCP e UDP usam números de porta (ou soquete) para passar informações às camadas superiores; – Números de portas são usados para manter registro de diferentes conversações que cruzam a rede ao mesmo tempo; – Desenvolvedores de aplicações de software concordaram em usar os números de portas bem conhecidos que estão definidos no RFC 1700;

12. 3 - Métodos de Conexão TCP l 12. 3. 1 - Números de Porta; – Toda conversação destinada à aplicação FTP usa o número de porta padrão 21; – Conversações, que não envolvem aplicações com números de portas bem conhecidos, recebem números de porta que foram selecionados aleatoriamente em um conjunto específico; – Esses números de portas são usados como endereços de origem e destino no segmento TCP;

12. 3 - Métodos de Conexão TCP l 12. 3. 1 - Números de Porta; – Algumas portas são reservadas no TCP e no UDP, embora possa não haver aplicações associadas à elas; – Números de portas têm os seguintes conjuntos atribuídos: l Números abaixo de 255 - aplicações públicas; l Números de 255 a 1023 - atribuídos às empresas para aplicações comerciais; l Números acima de 1023 - não são regulamentados.

12. 3 - Métodos de Conexão TCP l 12. 3. 1 - Números de Porta; – Sistemas finais usam números de portas para selecionar as aplicações corretas; – Números de portas de origem são atribuídos dinamicamente pelo host de origem, e normalmente são números maiores do que 1023.

12. 3 - Métodos de Conexão TCP l 12. 3. 2 - Handshake Triplo/Conexão Aberta – Serviços de conexão orientada envolvem três fases: l Fase de estabelecimento da conexão um único caminho entre a origem e o destino é determinado; – recursos são normalmente reservados nesse momento para garantir um nível consistente de serviço; – l Fase de transferência de dados – l dados são transmitidos em seqüência pelo caminho estabelecido, chegando ao destino na mesma seqüência de envio; Fase da terminação da conexão – terminar a conexão entre origem e destino quando não for mais necessária.

12. 3 - Métodos de Conexão TCP l 12. 3. 2 - Handshake Triplo/Conexão Aberta – Hosts TCP estabelecem sessão orientada à conexão entre eles usando um handshake triplo (“three-way handshake); – Uma seqüência de conexão handshake triplo/abertura sincroniza a conexão nas duas extremidades antes da transferência dos dados; – Troca de números de seqüência de introdução, durante a seqüência de conexão, é importante;

12. 3 - Métodos de Conexão TCP l 12. 3. 2 - Handshake Triplo/Conexão Aberta – Ela garante que dados perdidos, devido a problemas de transmissão que possam ocorrer mais adiante, possam ser recuperados; – Primeiro, um host inicia uma conexão pelo envio de um pacote indicando seu número de seqüência inicial x com determinado bit no cabeçalho definido para indicar um pedido de conexão;

12. 3 - Métodos de Conexão TCP l 12. 3. 2 - Handshake Triplo/Conexão Aberta – Outro host recebe o pacote, grava o número de seqüência x, responde com uma confirmação x + 1 e inclui seu próprio número de seqüência inicial y; – Número de confirmação x + 1 significa que host recebeu todos os octetos até x (inclusive), e que está esperando x + 1 em seguida; – Retransmissão e confirmação positiva, ou PAR (Positive acknowledgment and retransmission), é uma técnica comum que muitos protocolos usam para fornecer confiabilidade;

12. 3 - Métodos de Conexão TCP l 12. 3. 2 - Handshake Triplo/Conexão Aberta – Com PAR, origem envia um pacote, aciona um timer e espera por confirmação antes de enviar próximo pacote; – Se timer expirar antes da origem receber uma confirmação, origem retransmitirá o pacote e iniciará novamente o timer; – Tamanho da janela determina quantidade de dados que pode ser transmitida de uma vez antes de receber uma confirmação do destino;

12. 3 - Métodos de Conexão TCP l 12. 3. 2 - Handshake Triplo/Conexão Aberta – Quanto maior o tamanho da janela (bytes), maior a quantidade de dados que o host pode transmitir; – Depois que um host transmitir o número de bytes da janela dimensionada, ele tem de receber uma confirmação de que os dados foram recebidos, antes de poder enviar mais mensagens; – P. ex. , com um tamanho de janela 1, cada segmento individual (1) tem de ser confirmado antes que o próximo segmento possa ser enviado;

12. 3 - Métodos de Conexão TCP l 12. 3. 2 - Handshake Triplo/Conexão Aberta – TCP usa confirmações de espera, que significa que o número da confirmação se refere ao octeto que é esperado em seguida; – Parte "móvel" da janela móvel, refere-se à negociação dinâmica do tamanho durante a sessão TCP; – Isso resulta em uso ineficiente da largura de banda pelos hosts;

12. 3 - Métodos de Conexão TCP l 12. 3. 2 - Handshake Triplo/Conexão Aberta – Janelamento é um mecanismo de controle de fluxo que exige que o dispositivo de origem receba uma confirmação do destino depois de transmitir uma determinada quantidade de dados; – P. ex. , com um tamanho de janela três, dispositivo da origem pode enviar três octetos ao destino; – Ele deve então, aguardar por uma confirmação;

12. 3 - Métodos de Conexão TCP l 12. 3. 2 - Handshake Triplo/Conexão Aberta – Se destino receber os três octetos, ele enviará uma confirmação ao dispositivo da origem, que agora poderá transmitir mais três octetos; – Se, por algum motivo, destino não receber os três octetos, p. ex. , devido à sobrecarga de buffers, ele não enviará uma confirmação; – Por não receber a confirmação, origem saberá que os octetos deverão ser retransmitidos e que taxa de transmissão deverá ser diminuída;

12. 3 - Métodos de Conexão TCP l 12. 3. 2 - Handshake Triplo/Conexão Aberta – TCP fornece a seqüência de segmentos com uma confirmação de referência de encaminhamento; – Cada datagrama é numerado antes da transmissão; – Na estação receptora, TCP reagrupa os segmentos em uma mensagem completa; – Se um número de seqüência estiver faltando na série, aquele segmento será retransmitido; – Segmentos que não forem confirmados dentro de um dado período de tempo serão retransmitidos.

12. 3 - Métodos de Conexão TCP l 12. 3. 2 - Handshake Triplo/Conexão Aberta – Three-way Handshake

12. 3 - Métodos de Conexão TCP l 12. 3. 2 - Handshake Triplo/Conexão Aberta – Confirmação de Chegada de Pacote

12. 3 - Métodos de Conexão TCP l 12. 3. 2 - Handshake Triplo/Conexão Aberta – Sliding Window

12. 3 - Métodos de Conexão TCP l 12. 3. 2 - Handshake Triplo/Conexão Aberta – Sequenciamento de Pacotes