PDF de programación - Capítulo 3 - La capa de transporte - Arquitectura de Redes

Capítulo 3
La capa de transporte

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All material copyright 1996-2010
J.F Kurose and K.W. Ross, All Rights Reserved

Redes de
computadoras: Un
enfoque descendente,
5a edición.
Jim Kurose, Keith Ross
Pearson Educación,
2010.

Raúl Durán, Nacho Pérez v1.4

Capa de Transporte

3-1

Capítulo 3: La capa de transporte
Objetivos:
comprender los

conocer los protocolos de

principios que están
tras los servicios de
la capa de transporte
multiplexar/des-

multiplexar

transferencia de

datos fiable

control de flujo
control de congestión

transporte de Internet:
UDP: transporte sin

conexión

TCP: transporte orientado a

conexión

control de flujo TCP
control de congestión TCP

Raúl Durán, Nacho Pérez v1.4

Capa de Transporte

3-2

Capítulo 3: índice

3.1 Servicios de la capa

de transporte

3.2 Multiplexación y
desmultiplexación
3.3 Transporte sin

conexión: UDP
3.4 Principios de

transferencia de datos
fiable

3.5 Transporte orientado a

conexión: TCP
estructura de segmento
gestión de conexión
transferencia de datos

fiable

control de flujo
estimación de RTT y

temporización

3.6 Principios de control de

congestión

3.7 Control de congestión

TCP

Raúl Durán, Nacho Pérez v1.4

Capa de Transporte

3-3

servicios y protocolos de transporte
proporcionar comunicación

aplicación
transporte

lógicaentre procesos en
ejecución en diferentes hosts
los protocolos de transporte
corren en sistemas terminales
emisor: divide mensajes

en segmentos, los pasa a la
capa de red

red
enlace
física

t

r

a

n

s

p

o

r

t

e ló

gic

o e

x

t
r.-

e

x

t
r.

receptor: reensambla

segmentos en mensajes,
los pasa a la capa de
aplicación

más de un protocolo
disponible para las
aplicaciones
Internet: TCP y UDP

Raúl Durán, Nacho Pérez v1.4

aplicación
transporte

red
enlace
física

Capa de Transporte

3-4

capa de transporte / capa de red

encapsulación:

arquitectura en capas

capa de red:

comunicación lógica
entre hosts

capa de transporte:
comunicación lógica
entre procesos
se basa en, y amplía, los
servicios de la capa de
red

analogía doméstica:
12 chicos envían cartas a 12

chicos

procesos = chicos
mensajes = cartas en

sobres

hosts = casas
protocolo de transporte =
Ana y Juan, que reparten
a sus hermanos
respectivos

protocolo de red =

Correos

Raúl Durán, Nacho Pérez v1.4

Capa de Transporte

3-5

protocolos de capa de transporte
de Internet
distribución fiable en

orden (TCP)
control de congestión
control de flujo
establecimiento de

conexión

distribución no fiable,

fuera de orden: UDP
extensión “sin virguerías”
de IP “haz lo que puedas”
servicios no disponibles:

garantía de retardo

mínimo

garantía de ancho de

banda mínimo

aplicación
transporte

red
enlace
física

red
t
r
enlace
a
n
física

s

red
enlace
física

p

o

r

t

e ló

gic

o e

red
enlace
física

red
enlace
física

t
r.-

x
red
enlace
física

e

x

t
r.

red
enlace
física

aplicación
transporte

red
enlace
física

Raúl Durán, Nacho Pérez v1.4

Capa de Transporte

3-6

Capítulo 3: índice

3.1 Servicios de la capa

de transporte

3.2 Multiplexación y
desmultiplexación
3.3 Transporte sin

conexión: UDP
3.4 Principios de

transferencia de datos
fiable

3.5 Transporte orientado a

conexión: TCP
estructura de segmento
gestión de conexión
transferencia de datos

fiable

control de flujo
estimación de RTT y

temporización

3.6 Principios de control de

congestión

3.7 Control de congestión

TCP

Raúl Durán, Nacho Pérez v1.4

Capa de Transporte

3-7

Multiplexación/desmultiplexación
Multiplexación en el emisor:
reunir datos de múltiples
sockets, empaquetarlos con
el encabezado (usado luego
para desmultiplexar)

Desmultiplexación en el destino:
entregar segmentos recibidos
al socket correcto

= socket

= proceso

socket = puerta de comunicación red-proceso

aplicación

P3

P1
P1

aplicación

P2

transporte

red

enlace

física

host 1

transporte

red

enlace

física
host 2

P4

aplicación

transporte

red

enlace

física

host 3

Raúl Durán, Nacho Pérez v1.4

Capa de Transporte

3-8

Protocolo de red IP

El protocolo de Internet para la capa de

red se llama IP.

Se encarga de dar una conexión lógica

entre hosts.

Entrega datagramas de un host a otro, pero

sin garantías.

Cada host se identifica con una dirección

de red, que llamamos dirección IP.

Raúl Durán, Nacho Pérez v1.4

Capa de Transporte

3-9

Cómo funciona la desmultiplexación
el host recibe
datagramas IP
cada datagrama tiene IP
de origen e IP de destino
cada datagrama lleva un
segmento de la capa de
transporte

32 bits

nº puerto org nº puerto dest

otros campos encabezado

cada segmento tiene nº de

puerto de origen y de
destino

el host usa IP y nº de
puerto para dirigir el
segmento al socket
apropiado

datos de la aplicación

(mensaje)

formato de segmento TCP/UDP

Raúl Durán, Nacho Pérez v1.4

Capa de Transporte

3-10

desmultiplexación sin conexión

recordatorio:crear sockets

con números de puerto
locales:
DatagramSocket(12534);

DatagramSocket mySocket1 = new

DatagramSocket mySocket2 = new

DatagramSocket(12535);

recordatorio:al crear un
datagrama para enviar por
un socket UDP, hay que
especificar

(IP dest ,nº puerto dest)

cuando un host recibe un

segmento UDP
comprueba el nº de puerto

destino del segmento

redirige el segmento UDP

al socket con ese nº de
puerto

datagramas IP con

diferente IP origen y/o
nº puerto origen se
dirigen al mismo socket

Raúl Durán, Nacho Pérez v1.4

Capa de Transporte

3-11

desmultiplexación sin conexión (cont)

DatagramSocket serverSocket = new DatagramSocket(6428);

P2

P3

P1P1

PO: 6428
PD: 9157

PO: 6428
PD: 5775

PO: 9157
PD: 6428

IP

cliente: A

IP

servidor: C

PO proporciona “dirección de retorno”

PO: 5775
PD: 6428

IP

cliente: B

Raúl Durán, Nacho Pérez v1.4

Capa de Transporte

3-12

Desmultiplexación orientada a
conexión
un socket TCP se

el host servidor debe

identifica por una 4-
upla:
IP origen
nº puerto origen
IP destino
nº puerto destino

el receptor usa los 4

valores para redirigir el
segmento al socket
adecuado

soportar varios sockets
TCP simultáneos
cada socket identificado

por su propia 4-upla
los servidores web

tienen sockets
diferentes para cada
cliente que se conecta
HTTP no persistente
tendrá un socket para
cada solicitud

Raúl Durán, Nacho Pérez v1.4

Capa de Transporte

3-13

Desmultiplexación orientada a
conexión (cont)

P1

P4

P5

P6

P2

P1

P3

PO: 5775
PD: 80
IP-O: B
IP-D:C

IP

cliente: A

PO: 9157
PD: 80
IP-O: A
IP-D:C

IP

servidor: C

PO: 9157
PD: 80
IP-O: B
IP-D:C

IP

cliente:B

Raúl Durán, Nacho Pérez v1.4

Capa de Transporte

3-14

desmultiplexación orientada a
conexión: Web Server con hebras

P1

P4

P2

P1

P3

SP: 5775
PO: 5775
DP: 80
PD: 80
S-IP: B
IP-O: B
D-IP:C
IP-D:C

IP

cliente: A

SP: 9157
PO: 9157
DP: 80
PD: 80
S-IP: A
IP-O: A
D-IP:C
IP-D:C

IP

servidor: C

SP: 9157
PO: 9157
DP: 80
PD: 80
S-IP: B
IP-O: B
D-IP:C
IP-D:C

IP

cliente:B

Raúl Durán, Nacho Pérez v1.4

Capa de Transporte

3-15

Sockets en cliente/servidor UDP

Cliente UDP

socket()

sendto()

recvfrom()

close()

Servidor UDP

socket()

bind()

recvfrom()

procesar pedido…

sendto()

Raúl Durán, Nacho Pérez v1.4

Capa de Transporte

3-16

Sockets en cliente/servidor TCP

Cliente TCP

socket()

connect()

write()

read()

close()

socket()

bind()

listen()

Servidor TCP

accept()

read()

procesar pedido…

write()

read()

close()

Raúl Durán, Nacho Pérez v1.4

Capa de Transporte

3-17

Capítulo 3: índice

3.1 Servicios de la capa

de transporte

3.2 Multiplexación y
desmultiplexación
3.3 Transporte sin

conexión: UDP
3.4 Principios de

transferencia de datos
fiable

3.5 Transporte orientado a

conexión: TCP
estructura de segmento
gestión de conexión
transferencia de datos

fiable

control de flujo
estimación de RTT y

temporización

3.6 Principios de control de

congestión

3.7 Control de congestión

TCP

Raúl Durán, Nacho Pérez v1.4

Capa de Transporte

3-18

UDP: User Datagram Protocol [RFC 768]

protocolo de transporte de
Internet sin adornos, “con lo
puesto”

al ser un servicio de “haz lo que

puedas”, los segmentos UDP
pueden:
perderse
ser entregados fuera de

orden a la aplicación

sin conexión:

sin establecimiento de

conexión entre el emisor y
el receptor UDP

cada segmento UDP se

trata de forma
independiente de los otros

¿Por qué existe UDP?
no hay e