PDF de programación - Redes practica3

Redes (9359). Curso 2010-11

Ingeniería Técnica en Informática de Sistemas (plan 2001)

Carlos A. Jara Bravo ([email protected])

Grupo de Innovación Educativa en Automática

© 2009 GITE – IEA

Redes (9359). Curso 2010-11

Ingeniería Técnica en Informática de Sistemas (plan 2001)

PRACTICAS DE LABORATORIO DE REDES.

Práctica 1: Introducción a Redes y a TCP/IP sobre tecnología Ethernet.
Práctica 2: Protocolo de mensajes de control de Internet (ICMP).
Práctica 3: Protocolos de nivel de transporte en TCP/IP.
Práctica 4: Encaminamiento de paquetes con IP.

Carlos A. Jara Bravo ([email protected])

Grupo de Innovación Educativa en Automática

© 2009 GITE – IEA

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Redes (9359). Curso 2010-11

Ingeniería Técnica en Informática de Sistemas (plan 2001)

PRÁCTICA Nº3

PROTOCOLOS DE NIVEL DE TRANSPORTE EN TCP/IP

1. Introducción a los protocolos de transporte TCP/UDP
2. Puertos y sockets
3. Protocolo UDP
4. Protocolo TCP
5. Herramientas para la práctica
6. Cálculo de la MTU de conexión

1ª sesión

2ª sesión

Carlos A. Jara Bravo ([email protected])

Grupo de Innovación Educativa en Automática

© 2009 GITE – IEA

Práctica 3

1. Introducción protocolos TCP/UDP
2. Puertos y sockets
3. Protocolo UDP
4. Protocolo TCP
5. Herramientas para la práctica
6. Cálculo de la MTU de conexión

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Práctica 3. Protocolos de nivel de transporte en TCP/IP

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Introducción a los protocolos TCP/UDP

 Nivel de transporte

Comunicación extremo a extremo (Sincronización TCP)
Fiabilidad y seguridad en los datos
Existencia de errores en los datos y de su orden correcto

Arquitectura TCP/IP

Protocolos Transporte
Protocolos Transporte

TCP (Transmision Control Protocol)

UDP (User Datagram Protocol)



TCP: orientado a conexión, servicio fiable pero transporta muchos datos ( tráfico)

 UDP: NO orientado a conexión, servicio poco fiable pero es más rápido ( tráfico)

Práctica 3. Protocolos de nivel de transporte en TCP/IP

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Introducción a los protocolos TCP/UDP



La encapsulación paquetes TCP/UDP (segmentos) se realiza a nivel datos IP.

 Máximo tamaño a nivel de transporte para evitar la fragmentación de los

segmentos  MSS (Maximum Segment Size)

MSS = MTU – Cabecera IP(20 bytes) – Cabecera TCP/UDP (20/8 bytes)

Segmento TCP

Segmento UDP

Paquete IP

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Práctica 3. Protocolos de nivel de transporte en TCP/IP

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Práctica 3

1. Introducción protocolos TCP/UDP
2. Puertos y sockets
3. Protocolo UDP
4. Protocolo TCP
5. Herramientas para la práctica
6. Cálculo de la MTU de conexión

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Puertos y Sockets





Los protocolos TCP/UDP pueden atender a distintos servicios simultáneamente.

Puerto: dirección virtual de un proceso a nivel de aplicación.

Identificador de 16 bits  procesos origen y destino de la comunicación.

Canal de comunicación (Socket)

IP Origen

Puerto Origen

IP Destino

Puerto Destino

Atención simultánea de procesos



Los protocolos TCP/UDP son independientes  pueden funcionar ambos con el
mismo puerto tanto fuente (port src) como destino (port dst).

Práctica 3. Protocolos de nivel de transporte en TCP/IP

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Puertos y Sockets











Socket  canal de comunicación entre procesos a nivel de aplicación.

Para establecer el canal de comunicación es necesario la dupla IP:Puerto tanto
en el proceso origen y destino.

Comunicación TCP/UDP  tipo cliente-servidor.

195.23.12.12:80

IP Cliente

Puerto Conexión

(1024-5000)

Conexión
Socket

Respuesta

IP Servidor

Puerto Escucha

Aplicación Cliente

Aplicación Servidor

Servicios determinados

Puerto Cliente  asignado por el SO
para una conexión determinada.

Puerto Servidor  debe ser conocido por
el cliente para establecer la comunicación

Práctica 3. Protocolos de nivel de transporte en TCP/IP

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Práctica 3

1. Introducción protocolos TCP/UDP
2. Puertos y sockets
3. Protocolo UDP
4. Protocolo TCP
5. Herramientas para la práctica
6. Cálculo de la MTU de conexión

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Práctica 3. Protocolos de nivel de transporte en TCP/IP

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Protocolo UDP



Características protocolo UDP

 No orientado a conexión.

Ejemplo (udp.exe)

 Trabaja con paquetes enteros, no con bytes individuales.

 No es fiable. No emplea control de errores ni ordena paquetes.

 Más rápido que TCP  paquetes son pequeños (Cabecera TCP).

 Puede ser fragmentado en paquetes IP.

 Permite la multidifusión (Ip dst Broadcast) ya que no posee canal de conexión.

16 bits (2 bytes)

16 bits (2 bytes)

Longitud bytes paquete

original (Cab UDP+ Datos)

SIN FRAGMENTAR

Cabecera UDP

(8 bytes)

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Ejemplos  Transmisión LANs fiables, sincronización juegos, Streams vídeo y audio baja calidad,
paquetes de gestión de encaminamiento, etc.

Práctica 3. Protocolos de nivel de transporte en TCP/IP

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Práctica 3

1. Introducción protocolos TCP/UDP
2. Puertos y sockets
3. Protocolo UDP
4. Protocolo TCP
5. Herramientas para la práctica
6. Cálculo de la MTU de conexión

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Práctica 3. Protocolos de nivel de transporte en TCP/IP

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Protocolo TCP



Características protocolo TCP

 Permite la transmisión de gran cantidad de datos de forma fiable.

 Trabaja con flujo de bytes  envío/recepción continua de bytes desde nivel

aplicación. TCP agrupa paquetes según MSS para evitar fragmentación IP.

 Transmisión orientada a conexión  existe una conexión previa al

envío/recepción de datos y una desconexión final (mensajes SYN-FIN).

 Fiable  emplea control de flujo mediante ventana deslizante.

Ventana deslizante

- (E) Se define un tamaño de ventana  nº paq sin necesidad de respuesta

- (R) Tamaño ventana  tamaño buffer recepción antes de confirmación.

- Se asocia un contador/paquete enviado para su reenvío en su expiración

- Recepción de ACKs para confirmar entradas válidas.

- La ventana se desliza a medida que recibe ACKs

- Confirmación sobre bytes, no paquetes (nº secuencia, nº ACK)

 Flujo de bytes ordenados  receptor TCP ordena los paquetes que recibe

en el buffer de recepción para entregar los bytes a nivel superior en orden.

Práctica 3. Protocolos de nivel de transporte en TCP/IP

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Protocolo TCP



Ventana deslizante

Emisor w=3 p

Receptor w=1 p

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Imágenes cortesía de http://es.wikipedia.org/wiki/Ventana_deslizante (Noviembre 2010)

Práctica 3. Protocolos de nivel de transporte en TCP/IP

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Protocolo TCP



Formato segmento TCP

Nº 1er byte campo datos (SYN=0/1)

(numeración bytes enviados)

Nº secuencia sig. byte que espera recibir

(numeración bytes recibidos)

Tamaño cabecera en grupos de 4 bytes

16 bits (2 bytes)

16 bits (2 bytes)

ACK (0/1) = si el paquete tiene ACK o no

PSH (0/1) = si los datos deben pasar por un buffer intermedio

RST = Solicitud de reinicio de la conexión

SYN = Solicitud de establecimiento de la conexión

FIN = liberación de la conexión

Cabecera TCP

(20 bytes, sin opciones)

Puede indicar MSS

(8 bytes)

Ejemplos nSeq, nACK

Práctica 3. Protocolos de nivel de transporte en TCP/IP

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Protocolo TCP



Funcionamiento protocolo TCP

3 Fases

- Conexión (SYN,3)

- Envío de datos (PSH/ACK)

- Finalización (FIN,3/4)

(escribir)



Intercambio de paquetes en TCP

 El estado de las máquinas determinan el tipo de mensajes enviados/recibidos

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Puerto No Disponible

Comunicación Normal

Máquina Apagada

Práctica 3. Protocolos de nivel de transporte en TCP/IP

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Práctica 3

1. Introducción protocolos TCP/UDP
2. Puertos y sockets
3. Protocolo UDP
4. Protocolo TCP
5. Herramientas para la práctica
6. Cálculo de la MTU de conexión

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Herramientas para la práctica

 Ping.

 Mensajes Echo Request/Echo Reply sobre protocolo ICMP

 Route.

 Gestión de la tabla de rutas  tabla de entradas IP dst y su puerta de enlace asociada.
 Existirá un valor de puerta de enlace por defecto.

 Netstat.



Información sobre las conexiones TCP actuales (sockets) o la tabla de ruta