PDF de programación - TCP

ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS

Área de Ingeniería Telemática

TCP

Area de Ingeniería Telemática

http://www.tlm.unavarra.es

Arquitectura de Redes, Sistemas y Servicios

3º Ingeniería de Telecomunicación


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Temario

Introducción

• 
•  Arquitecturas, protocolos y estándares
•  Conmutación de paquetes
•  Conmutación de circuitos
•  Tecnologías
•  Control de acceso al medio en redes de área local
•  Servicios de Internet

Temario


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Introducción

1. 
2.  Arquitecturas, protocolos y estándares
3.  Conmutación de paquetes

• 
• 

Principios
Problemas básicos
• 
• 
• 
• 
• 

Como funcionan los routers (Nivel de red)
Encaminamiento (Nivel de red)
Transporte fiable (Nivel de transporte en TCP/IP)
Control de flujo (Nivel de transporte en TCP/IP)
Control de congestión (Nivel de transoporte en TCP/IP)

4.  Conmutación de circuitos
5.  Tecnologías
6.  Control de acceso al medio en redes de área local
7.  Servicios de Internet


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Material

Del Capitulo 3 de
Kurose & Ross,
“Computer Networking a top-down approach
Addison Wesley

featuring the Internet”


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(RFC 793)

•  Transporte fiable

– Entrega garantizada
– Entrega en orden

•  Orientado a conexión

TCP

•  Protocolo de transporte de Internet

– Stream bidireccional (como si fuera un

fichero) entre los dos extremos

– No mantiene las fronteras de los mensajes

•  Con control de flujo y congestión

TCP

• 


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Interfaz con el nivel de aplicación
–  Tras establecer una conexión proporciona un stream bidireccional

entre sockets

–  Sin fronteras entre mensajes
–  2 buffers por conexión

•  Escribir en el socket pone los datos en buffer de envio
•  Buffer de recepción para esperar el read()

TCP

connexión

connexión

connexión

TCP

connexión

connexión

connexión

IP

IP

IP

IP

•  Demultiplexación de datos que llegan a TCP:

–  Se identifica al socket destino por la tupla

( IP origen, puerto origen, IP destino, puerto destino )

–  La tabla de tuplas (ip,puerto,ip,puerto) con sus sockets de un nivel


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TCP

TCP es la tabla de conexiónes.

•  La conexión sólo existe en los extremos TCP

write(datos)

puertos A1 A2 A3
TCP

connexión

connexión

connexión

IPB, puertoB1, IPA, puertoA1 : cnx1
IPB, puertoB3, IPA, puertoA2 : cnx2
IPX, puertoP , IPA, puertoA3 : cnx3

host IPA

Tabla de

conexiones

Paquete a IPB

puertoB3

read(datos)

puertos B1 B3

TCP

connexión

connexión

IPA, puertoA1, IPB, puertoB1 : cnx1
IPA, puertoA2, IPB, puertoB3 : cnx2
...

recibido paquete

host IPB

TCP


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•  Los buffers aislan a TCP de las operaciónes

del usuario.
–  TCP hará lo posible por enviar los datos cuando

pueda

–  TCP colocara los datos en el buffer de recepción

cuando lleguen

•  Para realizar esto TCP necesitara un

conjunto de mensajes para comunicarse con
el TCP del otro lado
–  Mensajes de establecimiento y cierre de conexión
–  Mensajes de datos
–  Mensajes con ACKs

•  Veamos los mensajes del protocolo TCP


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•  Segmento TCP
•  Cabecera de

tamaño variable
–  20 hasta 60

bytes según las
opciones

•  Datos del nivel
de aplicación

TCP

32 bits


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P
C
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0
2

puerto origen

puerto destino

numero secuencia

HL
nada

checksum

numero ack
flags

ventena recep.
urgent data ptr

opciones

Datos aplicación


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TCP

Contenido
•  Datos de

multiplexación
– Puerto origen
– Puerto destino

puerto origen

puerto destino

numero secuencia

HL
nada

checksum

numero ack
flags

ventena recep.
urgent data ptr

opciones

Datos aplicación


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TCP

Contenido
•  Datos para transporte fiable

–  Número de secuencia
–  Número de ACK
–  Checksum

Cabecera + datos de
applicación + algunos datos
de IP (pseudo cabecera como
en UDP)

•  En un mismo paquete

podemos mandar datos y
confirmar datos del sentido
contrario

puerto origen

puerto destino

numero secuencia

numero ack
flags

HL
nada

checksum

ventena recep.
urgent data ptr

opciones

Datos aplicación


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TCP

Contenido
•  FLAGs: diferentes tipos

de paquetes del protocolo
–  URG urgente
–  ACK acknowledgement
–  PSH push
–  RST reset
–  SYN syn
–  FIN fin

puerto origen

puerto destino

numero secuencia

HL
nada

checksum

numero ack
flags

ventena recep.
urgent data ptr

opciones

Datos aplicación


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TCP: conexiones

•  TCP es orientado a conexión
•  Previamente a comunicarse datos entre un emisor
y un receptor deben negociar un establecimiento de
conexión.
–  TCP inicializa sus variables para la conexión y crea los

buffers

–  Esto se hace mediante los paquetes que utilizan los

flags SYN, FIN y RST

–  Protocolo para establecer la conexión
–  Protocolo para liberar la conexión


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TCP: establecimiento de conexión

•  Mecanismo: Three way handshake

–  Lado cliente (socket que hace connect)
–  envía un paquete sin datos con el flag SYN
–  Establece el numero de secuencia inicial
–  Lado servidor (socket que hace accept)
– 

responde con un paquete sin datos con ACK y
SYN

–  Establece el numero de secuencia inicial
–  Lado cliente confirma este paquete con un

–  Este paquete ya puede llevar datos
–  Al recibir el ACK el servidor puede enviar ya

ACK

datos

–  Los SYNs gastan un número de secuencia

para poder confirmarse con ACKs

SYN

ACK+SYN

ACK

Ejemplo
•  Observando una conexión web...

Los SYNs usan un número de
secuencia para poder ser
confirmados

IP ...177.53656 > ...105.80: S 3482203897:3482203897(0) win 65535
IP ...105.80 > ...177.53656: S 3356369201:3356369201(0) ack 3482203898 win 24616
IP ...177.53656 > ...105.80: . ack 3356369202 win 65535
IP ...177.53656 > ...105.80: P 3482203898:3482204138(240) ack 3356369202 win 65535
IP ...105.80 > ...177.53656: . ack 3482204138 win 24616
IP ...105.80 > ...177.53656: P 3356369202:3356369502(300) ack 3482204138 win 24616
IP ...105.80 > ...177.53656: . 3356369502:3356370950(1448) ack 3482204138 win 24616
IP ...105.80 > ...177.53656: P 3356370950:3356372398(1448) ack 3482204138 win 24616

ACK

SYN

SYN+ACK

Aqui empieza la transferencia
Paquete 4

Cierre de la conexión


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•  Cualquiera de los dos

extremos puede
iniciarlo
–  Envía un paquete sin
datos con el flag FIN.
Consume también un
número de secuencia

–  El otro extremo, confirma
enviando un ACK e
indica que cierra también
con otro FIN. Este
segundo FIN puede ir en
el mismo paquete o en
otro.

–  El extremo original

confirma con un ACK

FIN

ACK+FIN

ACK

FIN

ACK
FIN

ACK

Ejemplo
•  El final de una conexión web...

El servidor está enviando datos

El cliente decide cerrar y manda un FIN

...
IP 130.206.166.105.80 > 130.206.169.177.53701: P 80314174:80315622(1448) ack 4067364561 win 24616
IP 130.206.166.105.80 > 130.206.169.177.53701: P 80315622:80316551(929) ack 4067364561 win 24616
IP 130.206.169.177.53701 > 130.206.166.105.80: . ack 80316551 win 65535
IP 130.206.169.177.53701 > 130.206.166.105.80: F 4067364561:4067364561(0) ack 80316551 win 65535
IP 130.206.166.105.80 > 130.206.169.177.53701: . ack 4067364562 win 24616
IP 130.206.166.105.80 > 130.206.169.177.53701: F 80316551:80316551(0) ack 4067364562 win 24616
IP 130.206.169.177.53701 > 130.206.166.105.80: . ack 80316552 win 65535

El servidor cierra su sentido


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•  Datos para transporte