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

REDES DE

COMPUTADORES

Tema 4

Nivel de Transporte y Aplicación

Redes de Computadores

Curso 2017/2018
Segundo Semestre

Transporte y Aplicación

1

REDES DE

COMPUTADORES

Índice

4.1 Nivel de Transporte

4.2 Nivel de Aplicación

Transporte y Aplicación

2

REDES DE

COMPUTADORES

4.1 Nivel de transporte

Transporte y Aplicación

3

REDES DE

COMPUTADORES

Niveles de Transporte y Aplicación

NIVELES SUPERIORES TCP/IP

NIVELES EXTREMO a EXTREMO

NO HAY NINGUNA ENTIDAD INTERMEDIA DE TRANSPORTE o
APLICACIÓN EN NINGÚN ROUTER por el trayecto en INTERNET

Interacciones en el nivel de transporte y aplicación se basan
en COMUNICACIONES DIRECTAS ENTRE DOS PROCESOS

PARES sin intervención de ninguna entidad intermedia

NIVELES

SUPERIORES

NIVELES

SUPERIORES

Equipo Final

APLICACIONES

Mensajes

Equipo Final

APLICACIONES

TCP/UDP

IP

Ethernet

Físico

Segmentos TCP/Datagramas UDP

Datagramas IP

IP

…

IP

Ethernet

Físico

Ethernet
Físico

…

Ethernet Ethernet

Físico

Físico

TCP/UDP

IP
Ethernet

Físico

NIVELES

INFERIORES

Router

…

Ethernet

Router

Ethernet

EQUIPO

INTERMEDIO

EQUIPO

INTERMEDIO

Transporte y Aplicación

NIVELES

INFERIORES

4

REDES DE

COMPUTADORES

PROTOCOLO TCP (Transmission Control Protocol)

RFC-793, STD 0007

Las unidades de datos del protocolo TCP se denominan segmentos TCP

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

Equipo Final

APLICACIONES

Mensajes

Equipo Final

APLICACIONES

TCP

IP

Ethernet

Físico

Segmentos TCP/Datagramas UDP

Datagramas IP

IP

Ethernet Ethernet

Físico

Físico

…

…

IP

Ethernet Ethernet

Físico

Físico

TCP

IP
Ethernet

Físico

Red de
Acceso
Local

Ethernet

Router

…

Router

Ethernet

Ethernet CRC
(Errores Físicos)

Ethernet CRC

(Errores Físicos)

• ERRORES: IPv4 checksum, destino inalcanzable, TTL = 0, …

• CONGESTIÓN: Desborde del buffer asociado al interfaz de salida

Transporte y Aplicación

• …

5

REDES DE

COMPUTADORES

FIABILIDAD TCP

2 Controles

 CONTROL DE ERRORES

Lógicos

 Bytes (octetos) del campo DATOS de segmentos TCP perdidos,

desordenados o duplicados

Físicos

 Producidos localmente, en el nivel de red, en el campo DATOS
del paquete IP y no detectados por el protocolo IP (sólo los
detecta en la cabecera IP)

 CONTROL DE FLUJO

 Evita que una entidad o proceso TCP transmita más rápidamente de

lo que otra es capaz de almacenar y procesar

Transporte y Aplicación

REDES DE

COMPUTADORES

Control de Errores TCP

3 Mecanismos

Números de Secuencia, Confirmaciones y Temporizadores

 TODOS LOS OCTETOS DE DATOS contenidos en el CAMPO DE

DATOS de cada segmento TCP disponen de

 UN NÚMERO DE SECUENCIA: Cada octeto tiene su propio nº de secuencia

 Una CONFIRMACIÓN

 Cuando se realiza una confirmación, se está confirmando la numeración de todos los

octetos de datos contenidos en un determinado segmento TCP

 El contenido de cada segmento de información tiene su propia CONFIRMACIÓN

 Sólo se confirma el contenido de un segmento TCP y no al propio segmento que no va

numerado

 Un TEMPORIZADOR o PLAZO DE ESPERA de la CONFIRMACIÓN

 Cada vez que se envía un segmento TCP se activa el temporizador de dicho segmento

 Si no llega la confirmación de los octetos de datos de dicho segmento TCP durante un
tiempo de espera previsto; se produce un vencimiento del temporizador y se genera una
retransmisión de todos los octetos de datos del segmento

Transporte y Aplicación

7

REDES DE

COMPUTADORES

Diseño Operacional TCP

 Todo proceso o protocolo de aplicación montado sobre

TCP se despreocupa de delimitar sus mensajes

 El proceso de aplicación va pasando sus mensajes de aplicación
ilimitados a TCP en forma de “chorro” o flujo de octetos (byte-
stream) de una determinada longitud en función del
tamaño
máximo del buffer de transmisión indicado previamente por su
entidad TCP

 A medida que va recibiendo bytes del proceso de aplicación, la
entidad TCP los va, ALMACENANDO (buffer de transmisión),
NUMERANDO y, posteriormente, AGRUPANDO en segmentos
TCP de datos para su envío a IP

 Por esta razón, TCP no numera los segmentos de datos sino los

bytes u octetos de datos transmitidos

Transporte y Aplicación

8

REDES DE

COMPUTADORES

3 MECANISMOS DE CONTROL DE ERRORES

(Resumen)

 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

 Confirmaciones: Todos los octetos del campo datos de un

segmento de información tienen asociados una confirmación

 Temporizadores de espera de confirmación: 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

9

REDES DE

COMPUTADORES

MECANISMOS DE CONTROL DE ERRORES

Ejemplo de cómo los TEMPORIZADORES DE ESPERA

DE CONFIRMACIÓN permiten controlar las pérdidas

de segmentos de información en un router

de

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

datos

de

y

Pérdida del
paquete IP
en un router

Temporizador

de

Retransmisión

Transporte y Aplicación

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REDES DE

COMPUTADORES

MECANISMOS DE CONTROL DE ERRORES

Ejemplo de cómo los TEMPORIZADORES DE ESPERA DE

CONFIRMACIÓN, también, permiten controlar las pérdidas de

segmentos TCP de datos por errores de transmisión en el destinatario

Temporizador

de

Retransmisión

Checksum al segmento completo

Segmento con errores físicos

OJO!!! Se elimina cualquier

segmento de información con

errores físicos

Producidos localmente, en el nivel de red,
en el campo DATOS del paquete IP y no
detectados por el protocolo IP (sólo los

detecta en la cabecera IP)

Transporte y Aplicación

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REDES DE

COMPUTADORES

MECANISMOS DE CONTROL DE ERRORES

Asimismo, los TEMPORIZADORES DE ESPERA DE CONFIRMACIÓN, también, permiten

controlar las PÉRDIDAS DE CONFIRMACIONES por congestión en un router o por errores

de transmisión de dichas confirmaciones, detectados en el destinatario

Temporizador

de

Retransmisión

Confirmaciones

Todos los octetos del

campo datos de un

segmento de información

tienen asociados una

confirmación

DUPLICIDAD

PROBLEMA: Si un segmento TCP de datos ha llegado correctamente y se
pierde su confirmación, hay una nueva retransmisión de dicho segmento,

produciéndose una DUPLICIDAD

Transporte y Aplicación

12

REDES DE

COMPUTADORES

MECANISMOS DE CONTROL DE ERRORES

LOS NÚMEROS DE SECUENCIA, ADEMÁS, DE CONTROLAR OCTETOS DE DATOS PERDIDOS,

DESORDENADOS Y DUPLICADOS; TAMBIÉN CONTROLAN OCTETOS DUPLICADOS cuando llegan

las confirmaciones previas con errores físicos o, simplemente, no llegan

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

Temporizador

de

Retransmisión

Para evitar una

nueva retransmisión

innecesaria por

“timeout”

Transporte y Aplicación

Pasar Octeto
de Datos al

nivel

Superior

DETECCIÓN

DE DUPLICIDAD

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REDES DE

COMPUTADORES

MECANISMO DE CONTROL DE FLUJO

ENTIDAD TCP

EMISORA

Hablas muy
deprisa, no te

entiendo. Repite!!!

ENTIDAD TCP
RECEPTORA

Transporte y Aplicación

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REDES DE

COMPUTADORES

MECANISMO DE CONTROL DE FLUJO

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

Mecanismo de

control de

numeración de
los octetos de

datos del
buffer de
transmisión

WT (buffer de transmisión) y WR (buffer de recepción)
EQUIPO “A”
Aplicación

Aplicación

EQUIPO “B”

Mecanismo de

control de

numeración de
los octetos de

datos del
buffer de
recepción

Envío

Buffer

de Transmisión

TCP

Recepción

Buffer

de Recepción

Envío
Buffer

de Transmisión

TCP

Recepción

Buffer

de Recepción

(Ventana de Transmisión)

(Ventana de Recepción)

(Ventana de Transmisión)

(Ventana de Recepción)

IP

IP

Control de los números

VENTANA DESLIZANTE DE TRANSMISIÓN

BUFFER DE TRANSMISIÓN

del buffer

Nº SEC = n

Nº SEC = n+1 Nº SEC = n+2

Lista de números de secuencia

consecutivos de los octetos de datos
que, en un momento dado, el emisor ha

enviado pendientes de confirmación

Los octetos de datos

procedentes del

proceso de aplicación

se almacenan y

numeran en el buffer de

transmisión

Primer octeto

Segundo octeto

Tercer octeto

...

TCP va AGRUPANDO octetos y creando segmentos de datos que va transmitiendo sin esperar a que se llene el buffer de transmisión
TCP va AGRUPANDO octetos y creando segmentos de datos que va transmitiendo sin esperar a que se llene el buffer de transmisión

para acelerar el proceso de transmisión

Transporte y Aplicación

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REDES DE

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 recepción)

EQUIPO “A”

Aplicación

TCP

Envío

Buffer

de Transmisión

Recepción

Buffer

de Recepción

(Ventana de Transmisión)

(Ventana de Recepción)

IP

EQUIPO “B”
Aplicación

Mecanismo de

control de

numeración de
los octetos de

datos del
buffer de
recepción

Envío
Buffer

de Transmisión

(Ventana de Transmisión)

TCP

Recepción

Buffer

de Recepción

(Ventana de Recepción)

IP

SINCRONIZACIÓN

SINCRONIZACIÓN
Control de los números

VENTANA DESLIZANTE DE RECEPCIÓN

BUFFER DE RECEPCIÓN

del buffer

Lista de números de secuencia consecutivos de
los OCTETOS DE DATOS QUE, EN UN MOMENTO

Nº SEC = n

Nº SEC = n+1 Nº SEC = n+2

DADO, EL RECEPTOR PUEDE ACEPTA