PDF de programación - Clase 17 TCP: Carácterísticas Establecimiento y finalización de conexiones

Clase 17
TCP: Carácterísticas
Establecimiento y finalización de conexiones
Tema 5.- Nivel de transporte en Internet

Dr. Daniel Morató
Redes de Ordenadores
Ingeniero Técnico de Telecomunicación Especialidad en
Sonido e Imagen, 3º curso

Temario

1.- Introducción
2.- Nivel de enlace en LANs
3.- Interconexión de redes IP
4.- Enrutamiento con IP
5.- Nivel de transporte en Internet
6.- Nivel de aplicación en Internet
7.- Ampliación de temas

TCP

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Temario

1.- Introducción
2.- Nivel de enlace en LANs
3.- Interconexión de redes IP
4.- Enrutamiento con IP
5.- Nivel de transporte en Internet




6.- Nivel de aplicación en Internet
7.- Ampliación de temas

Nivel de transporte: UDP
TCP: Características. Establecimiento y finalización de
conexiones
Control de flujo en TCP

TCP

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Objetivos
 Ver las carácterísticas de TCP
 Especialmente qué quiere decir que

sea “orientado a conexión”

TCP

3/25

Contenido
 Introducción
 Demultiplexación en TCP
 Gestión de conexiones

TCP

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Contenido
 Introducción
 Demultiplexación en TCP
 Gestión de conexiones

TCP

5/25

TCP

 Transmission Control Protocol
 Nivel de transporte
 RFCs 793, 1122, 1323, 2018,

2581

 Orientado a conexión
 Flujo de datos:

– Stream de bytes
– Fiable
– Ordenado
– Full duplex

Transporte

UDP TCP

 Control de flujo

– Evitar congestionar al receptor

 Control de congestión

– Evitar congestionar la red

AS 2

AS 1

AS 3

Red
Red
Enlace
Físico

IP

ICMP

Protocolo= 6

Segmento TCP

ARP

Paquete IP

TCP

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Demultiplexación con conexión

 Conexión

identificada

por

2

sockets

 Cada socket

identificado por:

Dirección IP y Puerto TCP

 Es decir,

la conexión viene

identificada por:
– Dirección IP (1), Puerto TCP (1)
– Dirección IP (2), Puerto TCP (2)

 El receptor emplea la cuaterna

para demultiplexar

AS 2

AS 1

AS 3

 Cada host soporta múltiples

conexiones TCP simultáneas

 Con que uno de los 4 valores
sea diferente la conexión ya es
diferente

 Well-known ports, registrados,

efímeros, igual que para UDP

32 bits

puerto origen

puerto dest.

otros campos de
otros campos de

la cabecera
la cabecera
datos de la
aplicación
(mensaje)

TCP

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Demultiplexación: Ejemplo

App 1

Transporte

Red
Enlace
Físico

IP: A

S-IP: A
D-IP: C
SP: 9157
DP: 80

App 4

App 5

App 6

Transporte

Red
Enlace
Físico

IP: C

S-IP: B
D-IP: C
SP: 5775
DP: 80

App 2

App 3

Transporte

Red
Enlace
Físico

S-IP: B
D-IP: C
SP: 9157
DP: 80

IP: B

TCP

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Demultiplexación: otro ejemplo

App 1

Transporte

Red
Enlace
Físico

IP: A

S-IP: A
D-IP: C
SP: 9157
DP: 80

App 4

Transporte

Red
Enlace
Físico

IP: C

S-IP: B
D-IP: C
SP: 5775
DP: 80

App 2

App 3

Transporte

Red
Enlace
Físico

S-IP: B
D-IP: C
SP: 9157
DP: 80

IP: B

TCP

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Contenido
 Introducción
 Demultiplexación en TCP
 Gestión de conexiones

TCP

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Gestión de conexiones

Estableciendo una conexión:
 Three way handshake
Paso 1:
 El extremo cliente envía un
solicitando una

segmento
conexión al servidor

 El segmento no tiene datos,

solo cabecera

 SYN

cliente

servidor

SYN

TCP

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Gestión de conexiones

Paso 2:
 El extremo servidor envía un
segmento al cliente confirmando
(acknowledgement) la recepción
del SYN

 En el mismo segmento el
indica su deseo de

servidor
establecer la conexión (SYN)

 El segmento no tiene datos,

solo cabecera

cliente

servidor

SYN

A C K

S Y N ,

TCP

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Gestión de conexiones

Paso 3:
 El extremo cliente envía una
confirmación al SYN del servidor
 El segmento no tiene datos,

solo cabecera

 Conexión establecida

cliente

servidor

SYN

A C K

S Y N ,

ACK

conectado

Transferencia de datos…

conectado

TCP

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Gestión de conexiones

Cerrando una conexión
Paso 1:
 Un

extremo

segmento
cierre de la conexión

envía
solicitando

un
el

FIN

 El segmento no tiene datos,

solo cabecera

 FIN

TCP

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Gestión de conexiones

Paso 2:
 El otro extremo confirma (ACK)

la recepción del FIN

 El extremo que ha enviado el
FIN ya no puede enviar más
datos nuevos

 Cierre solo de un sentido de la

comunicación

FIN

A C K

TCP

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Gestión de conexiones

Paso 3:
 El otro extremo envía un
segmento solicitando el cierre
de la conexión

 El segmento no tiene datos, solo

cabecera

FIN

A C K
F I N

TCP

16/25

Gestión de conexiones

Paso 4:
 Confirmación de ese segundo

FIN

 Por si ese último ACK se pierde,
el que lo envió espera un tiempo
(podría
tener que volverlo a
enviar)

 Conexión cerrada

ait
e w
tim

cerrada

FIN

A C K
F I N

ACK

cerrada

TCP

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Diagrama de estados

CLOSED

SYN SENT

ESTABLISHED

SYN
SYN, ACK

ACK

CLOSED
LISTEN

SYN RCVD

ESTABLISHED

Open activo, snd SYN

CLOSED

Open pasivo

Close

Close

LISTEN

snd SYN

rcv SYN / snd ACK

rcv SYN /
snd SYN,ACK
SYN
RCVD

rcv ACK

Close, snd FIN

SYN
SENT

rcv SYN, ACK / snd ACK

ESTABLISHED

rcv FIN / snd ACK

Close, snd FIN

FIN

WAIT-1

rcv ACK

rcv FIN /
snd ACK

CLOSING

rcv FIN, ACK /
snd ACK

CLOSE
WAIT

Close, snd FIN

rcv ACK

LASTACK

rcv ACK

FIN

WAIT-2

TCP

TIMEWAIT

rcv FIN /snd ACK

Timeout
2xMSL

CLOSED

18/25

Diagrama de estados

CLOSED

SYN SENT

ESTABLISHED

SYN
SYN, ACK

ACK

CLOSED
LISTEN

SYN RCVD

ESTABLISHED

Datos
ACK .
.

Open activo, snd SYN

CLOSED

Open pasivo

Close

Close

LISTEN

snd SYN

rcv SYN / snd ACK

rcv SYN /
snd SYN,ACK
SYN
RCVD

rcv ACK

Close, snd FIN

SYN
SENT

rcv SYN, ACK / snd ACK

ESTABLISHED

rcv FIN / snd ACK

Close, snd FIN

CLOSE
WAIT

Close, snd FIN

rcv ACK

LASTACK

rcv ACK

FIN

WAIT-1

rcv ACK

rcv FIN /
snd ACK

CLOSING

rcv FIN, ACK /
snd ACK

FIN

WAIT-2

TCP

TIMEWAIT

rcv FIN /snd ACK

Timeout
2xMSL

CLOSED

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Diagrama de estados

CLOSED

SYN SENT

ESTABLISHED

SYN
SYN, ACK

ACK

CLOSED
LISTEN

SYN RCVD

ESTABLISHED

Datos
ACK .
.
FIN
ACK
FIN
ACK

CLOSE WAIT

LAST ACK

CLOSED

FIN WAIT-1

FIN WAIT-2

TIMEWAIT
CLOSED

Open activo, snd SYN

CLOSED

Open pasivo

Close

Close

LISTEN

snd SYN

rcv SYN / snd ACK

rcv SYN /
snd SYN,ACK
SYN
RCVD

rcv ACK

Close, snd FIN

SYN
SENT

rcv SYN, ACK / snd ACK

ESTABLISHED

rcv FIN / snd ACK

Close, snd FIN

FIN

WAIT-1

rcv ACK

rcv FIN /
snd ACK

CLOSING

rcv FIN, ACK /
snd ACK

CLOSE
WAIT

Close, snd FIN

rcv ACK

LASTACK

rcv ACK

FIN

WAIT-2

TCP

TIMEWAIT

rcv FIN /snd ACK

Timeout
2xMSL

CLOSED

20/25

Servidor

Cliente

Open activo, snd SYN

Open activo, snd SYN

CLOSED

Open pasivo

Close

Close

CLOSED

Open pasivo

Close

Close

LISTEN

snd SYN
rcv SYN / snd ACK

rcv SYN /
snd SYN,ACK
SYN
RCVD

rcv ACK

Close, snd FIN

SYN
SENT

LISTEN

snd SYN
rcv SYN / snd ACK

rcv SYN /
snd SYN,ACK
SYN
RCVD

rcv ACK

Close, snd FIN

SYN
SENT

ESTABLISHED

rcv FIN / snd ACK

Close, snd FIN

ESTABLISHED

rcv FIN / snd ACK

Close, snd FIN

FIN

WAIT-1
rcv ACK

FIN

WAIT-2

rcv FIN /
snd ACK

CLOSING

rcv FIN, ACK /
snd ACK

CLOSE
WAIT
Close, snd FIN

rcv ACK

LASTACK

rcv ACK

TIMEWAIT

rcv FIN /snd ACK

CLOSED

Timeout
2xMSL

FIN

WAIT-1
rcv ACK

FIN

WAIT-2

rcv FIN /
snd ACK

CLOSING

rcv FIN, ACK /
snd ACK

CLOSE
WAIT
Close, snd FIN

rcv ACK

LASTACK

rcv ACK

TIMEWAIT

rcv FIN /snd ACK

CLOSED

Timeout
2xMSL

TCP

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Ejemplo

$ tcpdump -ttnlS tcp and host 10.1.11.1
Kernel filter, protocol ALL, datagram packet socket
tcpdump: listening on all devices
54.171 1.1.1.12.1798 > 10.1.11.1.telnet: S 3462181145:3462181145(0)
54.175 10.1.11.1.telnet > 1.1.1.12.1798: S 1997882026:1997882026(0) ack 3462181146
54.175 1.1.1.12.1798 > 10.1.11.1.telnet: . 3462181146:3462181146(0) ack 1997882027

54.177 1.1.1.12.1798 > 10.1.11.1.telnet: P 3462181146:3462181173(27) ack 1997882027
54.178 10.1.11.1.telnet > 1.1.1.12.1798: . 1997882027:1997882027(0) ack 3462181173
...

66.816 10.1.11.1.telnet > 1.1.1.12.1798: FP 1997882551:1997882559(8) ack 3462181333
66.816 1.1.1.12.1798 > 10.1.11.1.telnet: . 3462181333:3462181333(0) ack 1997882560
66.817 1.1.1.12.1798 > 10.1.11.1.telnet: F 3462181333:3462181333(0) ack 1997882560
66.818 10.1.11.1.telnet > 1.1.1.12.1798: . 1997882560:1997882560(0) ack 3462181334

TCP

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Resumen
 Fiable, mantiene el orden, flujo en stream…
 TCP emplea el concepto de conexión
 (IP_1, puerto_1, IP_2, puerto_2)
 Mantiene estado

TCP

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Temario

1.- Introducción
2.- Nivel de enlace en LANs
3.- Interconexión de redes IP
4.- Enrutamiento con IP
5.- Nivel de transporte en Internet




6.- Nivel de aplicación en Internet
7.- Ampliación de temas

Nivel de transporte: UDP
TCP: Características. Establecimiento y finalización de
conexiones
Control de flujo en TCP

TCP

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Próxima clase

Control de flujo en TCP

 Lecturas recomendadas:

– [Forouzan03] 12-12.4, 12.9
– 14 páginas

TCP

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