Transmissão de Dados O Modelo de Referência TCP/IP

Apresentação em tema: "Transmissão de Dados O Modelo de Referência TCP/IP"— Transcrição da apresentação:

1 Prof. Arthur arthur@unip.br 2009
Transmissão de Dados O Modelo de Referência TCP/IP A Camada de Transporte Prof. Arthur 2009 Transmissão de Dados A Camada de Transporte

2 A Camada de Transporte É o núcleo de toda a hierarquia de protocolos.
Sua função é promover uma transferência de dados confiável e econômica entre a máquina de origem e a máquina de destino, independente das redes físicas em uso no momento. Transmissão de Dados A Camada de Transporte

3 1. Oferecer serviços à camada de Aplicação.
Funções Principais 1. Oferecer serviços à camada de Aplicação. 2. Oferecer qualidade de serviços. Transmissão de Dados A Camada de Transporte

4 1. Serviços de Transporte
Funções Principais 1. Serviços de Transporte Os serviços desta camada são muito semelhantes aos da camada de Rede. Por que existem as duas? A camada de Rede faz parte da sub-rede de comunicações, e pode ser executada pela empresa concessionária. Se a concessionária não oferecer um serviço confiável, os dados recebidos devem ser tratados na camada de Transporte. A camada de Transporte isola as camadas superiores dos defeitos na sub-rede. Transmissão de Dados A Camada de Transporte

5 Funções Principais 2. Qualidade de serviço
A função aqui é verificar se os parâmetros do serviço estão dentro dos limites pré-estabelecidos efetivando, ou não, a comunicação. Alguns exemplos de parâmetros de serviços são: Transmissão de Dados A Camada de Transporte

6 Funções Principais 2. Qualidade de serviço
Retardo no estabelecimento da conexão É o tempo decorrido entre a solicitação de uma conexão e o recebimento da confirmação de que ela se estabeleceu. Probabilidade de falha no estabelecimento da conexão É a chance de que uma conexão não seja estabelecida dentro do tempo máximo de retardo pré-fixado. Transmissão de Dados A Camada de Transporte

7 Funções Principais 2. Qualidade de serviço Throughput
É o número de bytes de dados transferidos, por segundo, em cada sentido. Retardo de trânsito É o tempo decorrido entre o envio de uma mensagem pelo transmissor e sua recepção pelo receptor, em cada sentido. Transmissão de Dados A Camada de Transporte

8 Funções Principais 2. Qualidade de serviço Taxa de erro residual
É o número de mensagens perdidas, ou alteradas, em relação ao número total de mensagens enviadas. Probabilidade de falha de transferência É o número de vezes que os parâmetros anteriores não foram atingidos. Transmissão de Dados A Camada de Transporte

9 Funções Principais 2. Qualidade de serviço
Retardo na liberação da conexão É o tempo decorrido entre o início da desconexão e o recebimento de sua confirmação enviada pelo destinatário. Probabilidade de falha de liberação da conexão É o número de tentativas de liberar conexões que não se completam dentro do tempo pré-fixado. Transmissão de Dados A Camada de Transporte

10 Funções Principais 2. Qualidade de serviço Proteção
Especifica o nível de proteção desejado contra leitura ou modificação dos dados transmitidos. Prioridade Indica se há conexões mais importantes que outras. Transmissão de Dados A Camada de Transporte

11 Funções Principais 2. Qualidade de serviço Resiliência
Indica a probabilidade de que a própria camada de Transporte encerre uma conexão devido a problemas internos ou congestionamentos. Transmissão de Dados A Camada de Transporte

12 Soquetes de Berkeley São um conjunto de primitivas de Transporte usadas no UNIX para o TCP. Essas primitivas são amplamente usadas em programação para a Internet. Transmissão de Dados A Camada de Transporte

13 Soquetes de Berkeley A seguir é apresentado um diagrama de estados para um esquema simples de gerenciamento de conexão. As transições são causadas pela chegada de pacotes. As linhas contínuas mostram a sequência de estados do cliente. As linhas tracejadas mostram a sequência de estados do servidor. Transmissão de Dados A Camada de Transporte

14 Soquetes de Berkeley – Diagrama de Estados
Transmissão de Dados A Camada de Transporte

15 Primitivas de Soquetes de Berkeley
Significado SOCKET Criar um novo ponto final de comunicação e aloca espaço de tabela para ele na entidade de transporte BIND Anexar um endereço local a um soquete LISTEN Anunciar a disposição para aceitar conexões; mostra o tamanho da fila ACCEPT Bloquear o responsável pela chamada até uma tentativa de conexão ser recebida Transmissão de Dados A Camada de Transporte

16 Primitivas de Soquetes de Berkeley
Significado CONNECT Tentar estabelecer uma conexão ativamente SEND Enviar alguns dados através da conexão RECEIVE Receber alguns dados da conexão CLOSE Encerrar a conexão Transmissão de Dados A Camada de Transporte

17 Soquetes de Berkeley Primitivas de Soquetes de Berkeley
Exemplo de relacionamento cliente/servidor através dos soquetes de APIs para conexão em protocolo TCP. API - Application Programming Interface Transmissão de Dados A Camada de Transporte

18 Primitivas de Soquetes de Berkeley
Exemplo de relacionamento cliente/servidor através dos soquetes de APIs para conexão em protocolo UDP. Transmissão de Dados A Camada de Transporte

19 Protocolos Diferenças entre os serviços das camadas de Enlace de Dados e de Transporte Enlace de Dados Transporte Dois roteadores se comunicam através de um canal físico. Dois roteadores se comunicam através de uma sub-rede. Cada linha de saída de um roteador já determina qual é o roteador na outra ponta. Cada destino precisa ser endereçado. Não há potencial para armazenamento de quadros. Há potencial para armazenamento e deve ser administrado. Há um número pequeno de conexões. Há um número grande e dinamicamente variável de conexões. Transmissão de Dados A Camada de Transporte

20 Ambiente da camada de Enlace de Dados
Protocolos Ambiente da camada de Enlace de Dados O roteador não precisa especificar com qual outro roteador deseja se comunicar, pois cada linha de saída já especifica um determinado roteador. O estabelecimento de uma conexão com a outra ponta do meio de comunicação é simples. Não há capacidade para armazenamento de dados. Transmissão de Dados A Camada de Transporte

21 Ambiente da camada de Transporte
Protocolos Ambiente da camada de Transporte Transmissão de Dados A Camada de Transporte

22 Ambiente da camada de Transporte
Protocolos Ambiente da camada de Transporte É necessário especificar o endereço do roteador de destino. O estabelecimento de uma conexão não é simples. Há capacidade para armazenamento de dados. Transmissão de Dados A Camada de Transporte

23 Gerenciamento de Conexões
Podem surgir problemas quando a rede perde, armazena e duplica pacotes. Para solucionar: Atribui-se um número sequencial a cada conexão, através do transmissor. Quando a conexão se desfaz, seu número é incluído numa tabela de conexões encerradas (no receptor). Os pacotes podem ficar duplicados na tabela de pacotes recebidos, e não serem descartados. Transmissão de Dados A Camada de Transporte

24 Gerenciamento de Conexões
Problema: E se ocorrer defeito no roteador e a tabela se perder? Utiliza-se um algoritmo para eliminar pacotes muito antigos na sub-rede, e que ainda estejam circulando até um tempo de permanência máximo pré-estabelecido. Transmissão de Dados A Camada de Transporte

25 Gerenciamento de Conexões
O tempo de vida de um pacote na sub-rede pode ser restringido através de uma das seguintes técnicas: A. Restringindo-se o projeto da sub-rede, evitando que um pacote entre em loop, associado a algum método para limitar o retardo devido a congestionamentos. Transmissão de Dados A Camada de Transporte

26 Gerenciamento de Conexões
O tempo de vida de um pacote na sub-rede pode ser restringido através de uma das seguintes técnicas: B. Adotando um contador de hops em cada pacote: Incrementar o contador de hops cada vez que o pacote passar por um roteador intermediário da rede. A camada de Enlace de Dados descarta qualquer pacote com o contador superior ao um certo valor pré-determinado. Transmissão de Dados A Camada de Transporte

27 Gerenciamento de Conexões
O tempo de vida de um pacote na sub-rede pode ser restringido através de uma das seguintes técnicas: C. Adotando um timestamp em cada pacote: Isto exige que os relógios dos roteadores estejam sincronizados. Todos os pacotes gerados anteriormente a um determinado horário são descartados pelos roteadores. Transmissão de Dados A Camada de Transporte

28 Gerenciamento de Desconexões
Uma desconexão pode ocorrer causada por mais de um motivo: Um usuário solicita a desconexão e o outro a aceita. Os dois usuários solicitam a desconexão simultaneamente. A camada de Transporte desiste de manter a conexão e a desfaz. Quando um usuário solicita uma desconexão e, antes de receber a indicação de que ela foi aceita, a camada de Transporte a desfaz. Transmissão de Dados A Camada de Transporte

29 Gerenciamento de Desconexões
Todas as formas de desconexão mencionadas estão sujeitas a perda de dados, e o protocolo de encerramento de conexões deve tratar isto. Encerramento Assimétrico Encerramento Simétrico Transmissão de Dados A Camada de Transporte

30 Gerenciamento de Desconexões Encerramento Assimétrico
Representa o funcionamento do sistema telefônico, ou seja, quando um dos interlocutores desliga, a conexão é interrompida. O encerramento assimétrico é abrupto e pode resultar na perda de dados. Transmissão de Dados A Camada de Transporte

31 Gerenciamento de Desconexões Encerramento Simétrico
Neste caso a conexão é tratada como duas conexões unidirecionais isoladas, e exige que cada uma seja encerrada separadamente. Caso isso ocorra, um host pode continuar a receber dados mesmo depois de ter solicitado uma desconexão. Este tipo de encerramento é indicado quando cada processo tem uma quantidade fixa de dados a enviar e sabe, com clareza, quando terminou de enviá-los. Transmissão de Dados A Camada de Transporte

32 O Cabeçalho de Segmento do TCP
32 bits Transmissão de Dados A Camada de Transporte

33 O Cabeçalho de Segmento do TCP
URG (Urgent Pointer) = 1 É utilizado para indicar um deslocamento de bytes a partir do número de sequência atual em que os dados urgentes devem ser encontrados. ACK (Acknowledgement) = 0 Indica que o segmento não contém uma confirmação. Transmissão de Dados A Camada de Transporte

34 O Cabeçalho de Segmento do TCP
PSH (Push) = 1 O receptor é solicitado a entregar os dados à aplicação mediante sua chegada, em vez de armazená-los até que um buffer completo tenha sido recebido (o que ele poderia fazer para manter a eficiência). Transmissão de Dados A Camada de Transporte

35 O Cabeçalho de Segmento do TCP
RST (Restart) = 1 Indica a necessidade de reinicializar uma conexão que tenha ficado confusa devido a uma falha no host ou por qualquer outra razão. Este campo também é utilizado para rejeitar um segmento inválido ou para recusar uma tentativa de conexão. Em geral, se este bit estiver ativado indica que há algum problema na conexão. Transmissão de Dados A Camada de Transporte

36 O Cabeçalho de Segmento do TCP
SYN (Synchronism) = 1 É utilizado para estabelecer conexões. A solicitação de conexão tem SYN = 1 e ACK = 0 para indicar que o campo de confirmação de piggyback não está sendo utilizado. A resposta contém uma confirmação e, portanto, tem SYN = 1 e ACK = 1. FIN (Final) = 1 Indica o encerramento de uma conexão. Transmissão de Dados A Camada de Transporte

37 O Cabeçalho de Segmento do TCP
Tamanho da Janela Indica quantos bytes podem ser enviados a partir do byte confirmado. Um campo zerado é válido e informa que todos os bytes até o próximo byte aguardado (inclusive) foram recebidos, mas que o receptor precisa de um “descanso” no momento. A permissão para retomar a transmissão dos dados pode ser enviada mais tarde com o mesmo próximo byte aguardado e com o campo Tamanho da Janela diferente de zero. Transmissão de Dados A Camada de Transporte

38 O Cabeçalho de Segmento do TCP
Ponteiro Urgente Indica o deslocamento de bytes em que os dados urgentes devem ser encontrados Campo Opcional Foi projetado como uma forma de oferecer recursos extras, ou seja, recursos que não foram previstos pelo cabeçalho comum. Transmissão de Dados A Camada de Transporte

39 Prof. Arthur arthur@unip.br 2009
Transmissão de Dados O Modelo de Referência TCP/IP A Camada de Transporte Prof. Arthur 2009 Transmissão de Dados A Camada de Transporte