Redes de Computadores I 1º Semestre Aulas 14 / 15 Prof Redes de Computadores I 1º Semestre Aulas 14 / 15 Prof. Carlos Vinícius cvalves@senacrs.edu.br SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM COMERCIAL FACULDADE DE TECNOLOGIA SENAC PELOTAS

Camada de Transporte A camada de transporte (Transport Layer) trata da transferência de dados transparente, isolando as camadas superiores dos detalhes de transmissão da rede e sub-rede. Multiplexação (união de várias conexões de transporte em uma conexão de rede) para permitir maior grau de compartilhamento de recursos; e splitting (uma conexão de transporte ligada a várias conexões de rede) para aumento de desempenho.

Camada de Transporte Camada FIM A FIM / Controle fim-a-fim Controle de seqüência de pacotes Detecção e recuperação de erros de multiplexação Detecção e recuperação de erros básicos Controle de fluxo: cuida para que o transmissor não envie além do que o receptor consegue receber e tratar.

Camada de Transporte Comunicação entre entidades de um mesmo nível nos sistemas finais Garantir que a informação chegue ao destino, oferecendo: Controle de Fluxo Segurança Transparência Controle de Erro

Camada de Transporte Camada FIM A FIM

Camada de Transporte Protocolos: TCP UDP SPX SCTP

Camada de Transporte Funções da Camada de Transporte Os serviços oferecidos pelo protocolo IP não oferecem confiabilidade. Problemas comuns como congestionamento, perda ou ordenação de pacotes não são tratados. Entretanto as aplicações (HTTP, FTP e SMTP, por exemplo) necessitam prover um serviço de qualidade para o usuário. A camada de transporte pode oferecer um serviço confiável de entrega de dados das aplicações utilizando um serviço não confiável prestado pela camada de rede.

Camada de Transporte Os principais serviços oferecidos pela camada de transporte são: Controle de conexão A camada de transporte possui protocolos que oferecem serviços orientados a conexão e não orientados a conexão. Os serviços não orientados a conexão tem conceito semelhante ao funcionamento do protocolo IP. Já o serviço orientado a conexão, primeiramente estabelece uma comunicação entre usuários finais e só depois começa a transmissão.

Camada de Transporte Os principais serviços oferecidos pela camada de transporte são: Fragmentação Esta função é similar a camada de rede, mas a fragmentação é feita apenas no transmissor e receptor, pois os dispositivos de rede em geral não entendem a camada de transporte. Esta fragmentação não está relacionada com a feita pela camada de rede. Para exemplificar, imagine um email (SMTP) enviado apenas com um texto simples como:

Camada de Transporte Os principais serviços oferecidos pela camada de transporte são: Fragmentação “Prezada Fulana, vamos sair hoje? Beijos, Fulano”. Agora pense num e-mail com todas as fotos de um passeio ou com três arquivos de MP3. Nota-se que uma mensagem SMTP pode conter de alguns bytes até dezenas de megabytes. Logo é necessário fragmentar tais informações em pacotes de tamanhos menores para serem encapsulados pela camada de rede.

Camada de Transporte Os principais serviços oferecidos pela camada de transporte são: Endereçamento Conhecemos o endereçamento IP e sabemos que a identificação de um host na Internet é única. Mas imagine duas situações: Um servidor web (HTTP) também é servidor de transferência de arquivos (FTP); Você abre duas janelas do Firefox acessando dois links diferentes de um mesmo site. Como identificar dois serviços num mesmo host? Como identificar duas sessões diferentes entre uma estação e um servidor web?

Camada de Transporte Os principais serviços oferecidos pela camada de transporte são: Endereçamento Para resolver estas perguntas a camada de transporte oferece à camada de aplicação a função de endereçamento, onde os serviços são identificados pela sua porta (HTTP–80, FTP–20/21, SMTP–25, DNS– 53...) e uma conexão entre sua estação e outro host é feita através de um socket1 (IP+porta).

Camada de Transporte Os principais serviços oferecidos pela camada de transporte são: Confiabilidade Para garantir a confiabilidade, a camada de transporte oferece: Controle de fluxo; Controle de erros; Controle de congestionamento e Qualidade de Serviço

Camada de Transporte TCP (Transmission Control Protocol) O TCP é o protocolo da camada de transporte da arquitetura Internet responsável em oferecer confiabilidade na transmissão. Alguns autores consideram-no como a chave do sucesso da Internet*. O TCP fornece um serviço orientado a conexão, confiável e full-duplex para os serviços de aplicação. Para isso: * É uma abstração que mapeia diretamente a uma porta de transporte (TCP ou UDP) e mais um endereço de rede. Com esse conceito é possível identificar unicamente um aplicativo ou servidor na rede de comunicação IP.

Camada de Transporte O TCP é orientado a conexão – Para ter o controle dos pacotes enviados e conseguir efetuar a fragmentação, o TCP precisa que os usuários finais tenham o controle do que está sendo enviado. O protocolo TCP especifica três fases durante uma conexão: estabelecimento da ligação, transferência e término de ligação. Para estabelecimento da conexão o TCP necessita que: “O cliente inicia a ligação enviando um pacote TCP com a flag SYN ativa e espera-se que o servidor aceite a ligação enviando um pacote SYN+ACK. Se, durante um determinado espaço de tempo, esse pacote não for recebido ocorre um timeout e o pacote SYN é reenviado. O estabelecimento da ligação é concluído por parte do cliente, confirmando a aceitação do servidor respondendo-lhe com um pacote ACK”.

Camada de Transporte Efetua desconexão “suave” (Graceful Connection Shutdown) – O TCP só encerra a conexão depois de entregar os dados ao receptor. O TCP é Full-duplex - É possível a transferência simultânea nas duas direções durante a sessão. Utiliza o conceito de stream – O TCP envia uma sequencia limitada e contínua de bytes sem noção dos registros ou quantidade de pacotes que serão recebidos. Enxerga a rede como uma conexão ponto-a-ponto – O protocolo TCP fornece uma conexão diretamente entre aplicativos dos hosts. Tal conexão é denominada conexão virtual ponto-a-ponto, pois entre o transmissor e o receptor, os dispositivos de rede (roteadoes) não enxergam a camada de transporte. O TCP permite a camada de aplicação enxergar a rede como uma conexão virtual.

Camada de Transporte Ilustração da conexão TCP Encerramento de conexão TCP Estabelecimento de conexão TCP (Three-Way Handshake) Ilustração da conexão TCP

Camada de Transporte Confiabilidade do TCP São destacados nesta sessão alguns mecanismos que garantem a confiabilidade do protocolo IP Perda de Pacote e Retransmissão – Quando o TCP envia os dados, ele inicializa um mecanismo de timeout (temporizador) para receber a confirmação d não seja recebida ele retransmite o pacote. A retransmissão é a base do sucesso do TCP. Retransmissão adaptativa e Controle de Tempo – O TCP monitora o atraso do envio dos pacotes e adapta seu temporizador. Mas como ele pode fazer isso se os relógios não são sincronizados? Será que esta técnica é eficiente?

Camada de Transporte Confiabilidade do TCP Controle de Fluxo (buffers e janelas de transmissão) – Um problema no mundo das redes é garantir o controle de fluxo entre usuários finais. A imprevisibilidade do tráfego é o maior problema. Imagine o resultado do vestibular do SENAC publicado na internet. Diversos usuários irão fazer requisições em pouco tempo podendo ser mais rápido do que a entrega do servidor web. Assim diversas requisições serão novamente realizadas, gerando ainda mais tráfego e pacotes duplicados. Daí o TCP utiliza o conceito de buffers (armazenamento de pedidos e respostas) e janelas deslizantes:

Camada de Transporte Confiabilidade do TCP Janela deslizante é uma característica de alguns protocolos que permite que o remetente transmita mais que um pacote de dados antes de receber uma confirmação. Depois de recebê-lo para o primeiro pacote enviado, o remetente desliza a janela do pacote e manda outra confirmação. O número de pacotes transmitidos sem confirmação é conhecido como o tamanho da janela; aumentando o tamanho da janela melhora-se a vazão.

Camada de Transporte Confiabilidade do TCP Mostra a retransmissão (701-800), buffer, janela deslizante e recebimento fora de ordem Confiabilidade do TCP Controle de Congestionamento

Camada de Transporte UDP (User Datagram Protocol) O UDP é um protocolo da camada de transporte não confiável e não orientado a conexão. Fornece apenas os serviços de endereçamento e fragmentação, não provendo confiabilidade (controle de fluxo, erro, congestionamento). Isso indica que o UDP não adiciona serviços ao protocolo IP. O que nos leva então a utilizar o UDP?

Camada de Transporte UDP (User Datagram Protocol) O UDP por ser mais simples possui um cabeçalho menor gerando um menor overhead. Ideal para algumas aplicações onde a velocidade é mais útil que a confiabilidade como aplicações multimídia. Afinal não faz sentido algum receber um trecho de um arquivo de música que já passou. Além de aplicações multimídia, o UDP é utilizado também pelo TFTP (Trivial File Transfer Protocol), RIP (Routing Information Protocol), SNMP (Simple Network Management Protocol) e DNS (Domain Name System).

Camada de Sessão Mecanismo de controle de diálogo entre processos dos sistemas finais, cuida do sincronismo de diálogo Recepção X transmissão Estabelece, mantém e sincroniza a interação entre sistemas de computação Recupera conexões de transporte sem perder conexões de sessão Possui mecanismos de verificação de sincronização Não efetua multiplexação da camada de transporte Utiliza mesma conexão de transporte para várias conexões de sessão não simultâneas

Camada de Sessão Protocolos: SSL TLS

Camada de Apresentação Cuida da transparência de representação de dados: sintaxes abstratas Faz transformações de dados, como: compressão de textos, conversão, criptografia, conversão de padrões de terminais e arquivos para padrões de rede, e vice-versa Oferece uma independência para as aplicações quanto a representação interna de dados Tratamento da sintaxe e da semântica dos dados transmitidos Conversão de formatos de dados (big endian, little endian, ASCII, Unicode) Mecanismos de compactação de dados CRIPTOGRAFIA

Camada de Apresentação Sintaxes: Do transmissor Do receptor De transferência Contexto de apresentação: Sintaxe abstrata + Sintaxe de transferência

Camada de Aplicação Desempenha funções específicas de utilização dos sistemas Os serviços de aplicação ao usuário Definição dos protocolos que serão implementados pelo software aplicativo Protocolos Transferência de arquivos (FTP, SCP) Correio Eletrônico (SMTP, POP, IMAP) WWW (HTTP) Compartilhamento de arquivos e recursos (SMB, CIFS)