PDF de programación - Transporte fiable

ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS
Área de Ingeniería Telemática

Transporte fiable

Area de Ingeniería Telemática

http://www.tlm.unavarra.es

Arquitectura de Redes, Sistemas y Servicios

3º Ingeniería de Telecomunicación

Prestaciones

El protocolo anterior es fiable sigue siendo muy poco eficiente
Ejemplo:
Enlace de 1Gbps con un retardo de 15ms (4500Km), paquetes de 1000 bytes
A que velocidad puedo enviar?
Si los paquetes se pierden con probabilidad p
RTT con probabilidad (1-p)
RTT+TO con probabilidad (1-p)*p
RTT+2TO con probabilidad (1-p)*p2

RTT+n*TO con probabilidad (1-p)*pn
El timeout se procura elegir del orden del RTT
– Mayor implica que reaccionamos despacio a los errores
– Menor implica que se retransmiten paquetes que no hacia falta
Las prestaciones son parecidas al anterior, pero con p probabilidad de perdida del
paquete. Normalmente en Internet
P(perdidadelpaqete) >> P(corrupciondelpaquete)

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…

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Conclusiones

• Hay mecanismos y protocolos que permiten conseguir

un transporte fiable sobre una red no fiable

• Pero y las prestaciones?
Si me bajo un fichero de 900MB por HTTP desde un

servidor. El ping a ese servidor es de 60ms. Y mi
acceso a Internet es de empresa a 100Mbps. Cuánto
tardare como mínimo? Estoy limitado por el acceso?

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Protocolos más eficientes

• Para aumentar la eficiencia, se envían varios paquetes

(ventana de paquetes) mientras llega el ACK
Varios paquetes en la red por confirmar
– Se usan más números de secuencia que 0 y 1
– Emisor y receptor necesitarán buffer para varios paquetes
– Varias políticas para reaccionar a los errores

• Go-Back N
• Selective repeat

Emisor
paq 0
paq 1
paq 2
paq 3

Receptor

ack 0

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Go back-N

• Se utiliza número de secuencia en el

paquete

• Se permite una ventana de N paquetes

sin confirmar

• Cada ACK confirma todos los

paquetes anteriores (cumulative ACK)

• Timeout al iniciar la ventana
• Si caduca el timeout se retransmite la

ventana

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Eventos en el emisor (Go back-N)

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• Recibo un ACK

– Avanza la ventana hasta la posición

confirmada

– Envía los siguientes paquetes hasta llenar la

– Reinicia el timeout si envías paquetes

ventana

nuevos

• Caduca el timeout del primer paquete

de la ventana
– Reenvía todos los paquetes de la ventana
– Reinicia el timeout

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Eventos en el emisor (Go back n)

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• Ventana deslizante

enviados
no ACKed

se pueden
enviar

transmitidos
ACKed

Ventana de N paquetes

no se pueden
enviar

Llega este ACK

Timeout del primer paquete

pueden enviarse
nuevos paquetes

La ventana se desliza hacia
mayores números de secuencia

Volvemos a enviar

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Eventos en el receptor (Go back-N)
• Llega el paquete esperado

– Envía un ACK indicando el siguiente

esperado

– Entrega datos al nivel superior

• Llega otra paquete

– Envía un ACK indicando el paquete que

estoy esperando

– Descarta los datos

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Go back-N

Ventana de 4 paquetes

Emisor
paq 0
paq 1
paq 2
paq 3
paq 4
paq 5

timeout paq 2
paq 2
paq 3
paq 4
paq 5

...

Receptor

Ok 0
Ok 1

ack 1
ack 2

ack 2
ack 2
ack 2

Ok 2
Ok 3
Ok 4

ack 3
ack 4
ack 5

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Selective Repeat

• El receptor confirma (ACK) individualmente cada

paquete
– Mantiene en buffer los paquetes recibidos a la espera de
reconstruir la secuencia y pasarlos al nivel de aplicación

Ventana

paquetes recibidos que no pueden
pasarse todavía al nivel de aplicacion
• Se reenvian los paquetes no confirmados por timeout

– Timeout individual por cada paquete

• Ventana de N paquetes que pueden enviarse sin

recibir ACK

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Eventos en el emisor (SR)



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• ACK recibido

– Se cancela el timeout de ese paquete
– Si se puede avanzar la ventana se avanza hasta

donde se pueda

– Si la ventana avanza se envían paquetes nuevos si

hay disponibles y se inician sus timeouts

• Timeout de un paquete

– El paquete se reenvía
– Se reinicia el timeout de ese paquete

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Eventos en el receptor (SR)
• El receptor tiene un buffer (y por tanto ventana)

limitada

• Recibidos datos en la ventana

– Se envía ACK de ese paquete
– Se guarda el paquete en su posicion del buffer
– Si el paquete es el esperado se entregan todos los paquetes

continuos disponibles en la ventana al nivel superior y se
avanza hasta donde se pueda

• Recibidos datos anteriores a la ventana

– Se ignoran los datos
– Se envía ACK de ese paquete

• Recibidos datos posteriores a la ventana

– Se ignoran y no se envía nada

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Selective Repeat

•Ventana deslizante del emisor
se pueden
enviar

confirmados
ACKed

enviados
no ACKed

transmitidos
ACKed
•Ventana deslizante del receptor

Ventana de N paquetes

no se pueden
enviar

esperados

recibidos y confirmados
en espera de poder entregarse

aceptables

confirmados
y entregados

Ventana de N paquetes

no aceptables
fuera de la ventana

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Selective repeat

Ventana de 4 paquetes

...

Emisor
paq 0
paq 1
paq 2
paq 3
paq 4
paq 5

timeout

paq 2

paq 6

Receptor

ack 0
ack 1

ack 3
ack 4
ack 5

ack 2

ack 6

Aquí ACK no indica
el que espero recibir
sino indica el que confirmo

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El problema del selective repeat

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• Número de

secuencia finito

• Ejemplo

– seq= {0,1,2,3}
– N=3

• El receptor no
puede notar la
diferencia entre los
dos escenarios
• Y entrega datos
duplicados como
buenos

• Que relación debe

haber entre
#secuencia y N?

0 1 2 3 0 1 2 3
0 1 2 3 0 1 2 3
0 1 2 3 0 1 2 3

0 1 2 3 0 1 2 3

0 1 2 3 0 1 2 3
0 1 2 3 0 1 2 3
0 1 2 3 0 1 2 3

0 1 2 3 0 1 2 3
0 1 2 3 0 1 2 3
0 1 2 3 0 1 2 3

0 1 2 3 0 1 2 3
0 1 2 3 0 1 2 3
0 1 2 3 0 1 2 3

0 1 2 3 0 1 2 3

paq duplicado
entregado !!!

0 1 2 3 0 1 2 3
0 1 2 3 0 1 2 3
0 1 2 3 0 1 2 3

0 1 2 3 0 1 2 3

paq correcto
entregado

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Go back-N y Selective Repeat

• Transporte fiable garantizado (en un

escenario en el que se pierdan paquetes)

• Eficiencia mejor que stop-and-wait
• Cuanto mejor?

Emisor

w1

Receptor

RTT

– Análisis exacto más difícil. Aproximación

tipica para caso mejor
1 ventana cada RTT

v=tamañoventana/RTT


• También proporcionan control de flujo

dado que permiten al emisor enviar datos
limitados por la ventana

w2

w3

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Conclusiones

• Hay mecanismos y protocolos que permiten conseguir

un transporte fiable sobre una red no fiable

• Incluso hay mecanismos que permiten conseguir un

transporte fiable y razonablemente eficiente, utilizando
números de secuencia y ventanas deslizantes

Si me bajo un fichero de 900MB por HTTP desde un

servidor. El ping a ese servidor es de 60ms. Y mi
acceso a Internet es de empresa a 100Mbps. Cuánto
tardare como mínimo? Estoy limitado por el acceso?

• Estos principios serán las bases para los protocolos de

transporte de Internet

Próxima clase:
• protocolo de transporte de Internet TCP

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