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

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Temario

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

Material

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

featuring the Internet”

Addison Wesley

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TCP

• Protocolo de transporte de Internet

(RFC 793)

• Transporte fiable

– Entrega garantizada
– Entrega en orden

• Orientado a conexión

– Stream bidireccional (como si fuera un

fichero) entre los dos extremos

– No mantiene las fronteras de los mensajes

• Con control de flujo y congestión

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TCP

•

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:

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

TCP es la tabla de conexiónes.

• La conexión sólo existe en los extremos TCP

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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

• Los buffers aislan a TCP de las operaciónes

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

pueda

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– 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

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P
C
T

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a
C

s
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y
b

0
2

32 bits

Cabecera IP

...

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

Cabecera IP

...

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

Cabecera IP

...

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
• FLAGs: diferentes tipos

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

Cabecera IP

...

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

TCP: establecimiento de conexión

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• 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

a 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 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

Cabecera IP

...

puerto origen

puerto destino

numero secuencia

HL nada

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ventena recep.
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