PDF de programación - Tema 4 - Nivel de Transporte y Aplicación - Redes de Computadores

REDES DE

COMPUTADORES

Tema 4

Nivel de Transporte y Aplicación

Redes de Computadores



Curso 2015/2016
Primer Semestre

Transporte y Aplicación

REDES DE

COMPUTADORES

Índice

4.1
4.2

Nivel de transporte
Nivel de aplicación

Transporte y Aplicación

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COMPUTADORES

4.1 Nivel de transporte

Transporte y Aplicación

REDES DE

COMPUTADORES

Nivel de transporte
Introducción y generalidades

§  El nivel de transporte y el nivel de aplicación son los niveles superiores
TCP/IP extremo a extremo, independientemente del número de redes y
routers en el trayecto entre el origen y el desBno

Transporte y Aplicación

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PROTOCOLO TCP (Transmission Control Protocol)

RFC-793, STD 0007

Transporte fiable de los mensajes de aplicación encapsulados en segmentos TCP
Responsable de la recuperación de todos los segmentos perdidos en el nivel de enlace y red

SISTEMA FINAL

APLICACIÓN

Las unidades de datos del protocolo

TCP (“PDUs TCP”) se denominan

segmentos TCP
mensajes

ORIENTADO A CONEXIÓN y FIABLE

SISTEMA FINAL

APLICACIÓN

TCP

IP

(control de errores y flujo)

ROUTER

ROUTER

IP

…

IP

TCP

IP

INTERFAZ DE

RED

INTERFAZ

INTERFAZ

DE RED

DE RED

INTERFAZ

INTERFAZ

DE RED

DE RED

INTERFAZ DE

RED

Ethernet

…

Ethernet

Ethernet CRC
(Errores Físicos)



Ethernet CRC

(Errores Físicos)

•  ERRORES: IPv4 checksum, destino inalcanzable, TTL = 0, …
•  CONGESTIÓN: Desborde del buffer del interfaz de salida

Transporte y Aplicación

•  …

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FIABILIDAD TCP

§  CONTROL DE ERRORES
§  CONTROL DE FLUJO

Transporte y Aplicación

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Control de Errores Lógicos TCP
Fallos en la Comunicación

§  TODOS LOS OCTETOS DE DATOS contenidos en el CAMPO DE
DATOS de cada segmento de información VAN NUMERADOS (cada
octeto tiene su propio nº de secuencia) y dichos octetos tienen asociados
§  Una CONFIRMACIÓN

§  Las confirmaciones, por parte de la entidad receptora TCP,
reconocen octetos de datos recibidos correctamente y no los
segmentos de información que los contienen porque éstos no
van numerados

§  Un TEMPORIZADOR de espera de CONFIRMACIÓN

§  Al vencimiento del temporizador al no llegar la confirmación,
durante el plazo de espera establecido, se produce una
retransmisión

Transporte y Aplicación

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Nivel de transporte
Protocolo TCP

§  Diseño operacional TCP:

§  Todo protocolo de nivel de aplicación montado sobre TCP
se despreocupa de delimitar sus mensajes
§  TCP trata los mensajes , pasados por el proceso de
aplicación, como un flujo de octetos (byte-stream) que
divide en segmentos en función de su MSS (tamaño
máximo del campo datos) y de la MTU (1500 octetos) de
salida

§  Por esta razón, TCP no numera los segmentos sino los octetos de

datos transmiBdos

Transporte y Aplicación

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MECANISMOS DE CONTROL DE ERRORES LÓGICOS

§  Números de secuencia: Todos los octetos del campo datos de un segmento

de información disponen de un número de secuencia
§  Los números de secuencia permiten pasar al nivel de aplicación los
octetos de datos (cabecera de aplicación + campo datos de usuario o
carga útil) ordenadamente y detectar octetos duplicados si han llegado
las confirmaciones con errores físicos o simplemente no han llegado

§  Confirmaciones: Todos los octetos del campo datos de un segmento de

información tienen asociados una confirmación

§  Temporizadores: Todos los octetos del campo datos de un segmento de
información disponen de un plazo de espera para la confirmación de dichos
octetos de datos y al vencimiento sin confirmación se produce una
retransmisión

Transporte y Aplicación

REDES DE

COMPUTADORES

MECANISMOS DE CONTROL DE ERRORES

Temporizadores: Todos los
octetos del campo datos de un
segmento de información
disponen de un plazo de espera
para la confirmación de dichos
o c t e t o s d e d a t o s y a l
vencimiento sin confirmación se
produce una retransmisión

Pérdida del
paquete IP
en un router

Segmento
de Información

Temporizador

de

Retransmisión

Retransmisión
Segmento de Información

Transporte y Aplicación

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MECANISMOS DE CONTROL DE ERRORES

Segmento de Información

Checksum al segmento completo

Segmento con errores físicos

OJO!!! Se elimina cualquier
segmento de información con

errores físicos

Temporizador

de

Retransmisión

Retransmisión
Segmento de Información

Transporte y Aplicación

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MECANISMOS DE CONTROL DE ERRORES

Confirmaciones

Todos los octetos del
campo datos de un
tienen asociados una

segmento de información

confirmación

Segmento de Información

Temporizador

de

Retransmisión

O K !

!



!

Retransmisión
Segmento de Información

Transporte y Aplicación

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MECANISMOS DE CONTROL DE ERRORES

Cada octeto de datos con su propio Número de Secuencia



Números de secuencia: Cada octeto
del campo datos de un segmento de
información dispone de un número de
secuencia

Temporizador

de

Retransmisión

Octeto de Datos nº3

O K ! ! !

Retransmisión
Octeto de Datos nº3

Pasar Octeto
de Datos al

nivel

Superior

DETECCIÓN

DE DUPLICIDAD

Transporte y Aplicación

ELIMINAR

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Nivel de transporte
Protocolo TCP

§  CONTROL DE FLUJO: Mecanismo de ventana deslizante ejercido por el
proceso TCP receptor sobre el emisor para evitar que éste desborde el
buffer del receptor
§  Toda enBdad TCP dispone de 2 ventanas:

§  WT (buffer de transmisión)
§  WR (buffer de recepción)

§  WR garanBza que no se inunde al receptor, ejerciendo un control de flujo

sobre el emisor

§  WR controla la numeración de los octetos de datos que en un momento
dado el receptor puede aceptar en función del tamaño de su buffer de
recepción

§  WR se calcula a parBr del número de octetos libres que se pueden almacenar

en el buffer de recepción de la enBdad TCP receptora

§  WT va variando en fase de transferencia de datos en función de WR del otro

extremo

Transporte y Aplicación

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Mecanismo de Control de Flujo

CADA PROCESO o ENTIDAD TCP DISPONE DE 2 BUFFERS y 2 VENTANAS DESLIZANTES

WT (buffer de transmisión) y WR (buffer de transmisión)

§  Ventana de transmisión WT:

§  Lista de números de secuencia consecuBvos de los octetos de datos que en

un momento dado el emisor ha enviado sin haber recibido confirmación

§  Los octetos de datos procedentes del proceso de aplicación se recogen,

numeran y almacenan en el buffer de transmisión

A

Aplicación

Recepción

Buffer de
recepción
WR

TCP

IP

Envío
Buffer de
transmisión

WT


B

Aplicación

TCP

Recepción

Buffer de
recepción
WR

IP

Envío
Buffer de
transmisión

WT


Transporte y Aplicación

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COMPUTADORES

Mecanismo de Control de Flujo

CADA PROCESO o ENTIDAD TCP DISPONE DE 2 BUFFERS y 2 VENTANAS DESLIZANTES

WT (buffer de transmisión) y WR (buffer de transmisión)

§  Ventana de recepción WR:

§  Lista de números de secuencia consecuBvos de los octetos de datos que en

un momento dado el receptor puede aceptar

§  Los octetos de datos procedentes de la enBdad TCP emisora se recogen y

almacenan por su nº de secuencia en el buffer de recepción

A

Aplicación

B

Aplicación

Recepción

Buffer de
recepción
WR

TCP

IP

Envío
Buffer de
transmisión

WT


Envío
Buffer de
transmisión

WT


TCP

Recepción

Buffer de
recepción
WR

IP

Transporte y Aplicación

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Mecanismo de Control de Flujo

§  El Control de Flujo lo ejerce el proceso TCP receptor, a
través de su WR, sobre el proceso TCP emisor para
evitar que éste desborde el buffer del receptor

§  WT en el lado emisor es ESCLAVA de WR en el lado

receptor

§  WT va variando puntualmente, en fase de transferencia

de datos, en función de la WR del otro extremo

Transporte y Aplicación

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Sincronización de WR y WT para un Correcto Control de Flujo
§  Las implementaciones TCP son muy diferentes en cuanto a los algoritmos
auxiliares empleados (p.ej., algoritmos de gestión de ventanas), dependiendo
del sistema operativo y su distribución o versión

§  WR inicial = Tamaño máximo del buffer de recepción

§  Posteriormente, en fase de transferencia de datos, WR va variando,

puntualmente, en función de los octetos libres de su buffer de recepción

§  Límite inferior de WR = El primer octeto del campo datos del PRIMER

SEGMENTO DE INFORMACIÓN que se espera recibir

§  Límite superior de WR = El último octeto del campo datos del ÚLTIMO

SEGMENTO DE INFORMACIÓN que se espera recibir

§  CUANDO LLEGAN OCTETOS DE DATOS CORRECTOS (primer octeto

coincide con el límite inferior de WR)

§  Se CONFIRMAN
§  Se PASAN al proceso de aplicación
§  Se DESLIZA WR (límites inferior y superior) en función del tamaño máximo

(inicial) del buffer de recepción (WR inicial)

Transporte y Aplicación

Sincronización de WR y WT para un Correcto Control de Flujo

§  WT inicial = Tamaño máximo del buffer de transmisión
§  WT inicial = WR inicial (tamaño máximo del buffer de recepción del otro



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extremo)

§  Límite inferior de WT = El primer octeto pendiente de confirmación del campo datos del

PRIMER SEGMENTO DE INFORMACIÓN transmitido

§  Límite superior de WT = El último octeto pendiente de confirmación del campo