Arquitectura de Redes, Sistemas y Servicios

Arquitectura de Redes, Sistemas y Servicios
Guia de estudio del tema 6
Miguel A. Gómez Hernández
20 de diciembre de 2007
1.
Objetivos
Este tema trata de completar la visión global sobre las funciones de las distintas capas en un
modelo de referencia para arquitecturas de comunicaciones. Como resulta claro de su brevedad, la
visión mostrada aquı́ es muy superficial. Este tema se justifica, por tanto, en buena parte por el
refuerzo que supone de los temas anteriores el conocer cómo se pueden resolver los problemas que
dejan abiertos las capas inferiores, ası́ como cuáles son estos problemas. Por todo ello, los objetivos
del tema son los siguientes:
Conocer los problemas que se tienen para ofrecer un servicio de transporte fiable y orientado a
conexión sobre un servicio de red no fiable y no orientado a conexión, ya que estos problemas
son el motivo fundamental de la existencia de la capa de transporte.
Conocer algunas otras funciones necesarias para las comunicaciones, realizadas por capas
superiores, y aprender a situarlas en dichas capas.
Profundizar en las relaciones entre protocolos y servicios de capas adyacentes, a través de un
ejemplo completo que usa los protocolos SMTP, TCP, IP y Ethernet.
2.
Lecturas recomendadas
Una vez más, debido a la superficialidad del estudio llevado a cabo en este tema, la mayorı́a
de las fuentes resultan excesivamente detalladas. En cualquier caso se listan aquı́ las fuentes más
recomendables para aclarar conceptos.
La sección 17.1 de [Sta00] discute los problemas que debe resolver un protocolo de transporte
para ofrecer un servicio orientado a conexión y fiable sobre un servicio de red, bien sea éste también
orientado a conexión y fiable, bien no orientado a conexión y no fiable. Esta discusión es muy
interesante, aunque la fuente aporta más detalles de los proporcionados en clase, pudiendo resultar
ligeramente complicada.
Sobre TCP y UDP existen multitud de fuentes. En los libros de texto (como [Sta00] o [Tan03])
se recoge información suficiente, pero hay fuentes donde el detalle es mucho mayor, como [Ste94],
con muchos detalles de implementación de los protocolos, y [Com00], con discusiones adicionales
sobre la arquitectura. En cualquier caso, no es recomendable entrar en estos detalles.
Las funciones de la capa de sesión y presentación están bien estudiadas en [Tan03], que todavı́a
sigue el esquema de OSI. De todas formas, tampoco se recomienda entrar en detalles, ya que algunos
de estos aspectos serán estudiados (aunque de forma más dispersa) en otras asignaturas.
1
3.
Problemas recomendados
En esta sección se recomiendan unos pocos problemas. Debido a la brevedad del tema, son muy
pocos.
3.1.
Problemas
3.1.1.
Problema 1
El siguiente problema es una variación del problema 17.2 de [Sta00], sobre las relaciones entre
el control de flujo en la capa de enlace y la de transporte.
Una forma de hacer control de flujo en la capa de transporte es pedir explı́citamente, de
extremo a extremo, que no se transmitan más segmentos. Otra es no aceptar datos de
las capas inferiores, con la esperanza de que, al no poder librarse la capa de enlace de
sus tramas, hará control de flujo a la estación anterior. Discute las desventajas de esta
última estrategia.
3.1.2.
Problema 2
La pregunta 17.5 de [Sta00] discute la necesidad de numerar los segmentos de transporte cuando
el servicio de red es fiable.
Con un servicio de red fiable y que garantiza el orden, ¿son estrictamente necesarios los
números de secuencia de los segmentos? ¿Qué capacidad, si hay alguna, se pierde sin
ellos?
3.1.3.
Problema 3
La pregunta 17.21 de [Sta00], ampliada aquı́, plantea la necesidad de UDP.
(a) Da ejemplos de aplicaciones para las que es conveniente el uso de un servicio como
el que proporciona UDP.
(b) ¿Por qué es necesario UDP? ¿Por qué no puede un programa de usuario acceder
directamente a IP?
3.1.4.
Problema 4
El siguiente problema está inspirado en la figura 6.18 de [Tan03]. No te preocupes tanto de su
resolución exacta, como de apreciar la enorme dificultad de la recuperación ante caidas.
Uno de los mayores problemas a los que se enfrenta la capa de transporte es la recuperación ante caı́das. El problema surge porque, aunque suponemos que la escritura de
los datos recibidos y el envı́o de la aceptación son sucesos indivisibles, en una máquina
no pueden hacerse a la vez. Por ejemplo, podrı́an pasarse los datos a la capa superior (escritura) primero, y después emitir el asentimiento, pero si la caı́da ocurre entre
medias hay inconsistencias.
Si dos máquinas tienen abierta una conexión de transporte, y una de ellas cae, pueden
darse seis situaciones, que resultan de combinar el orden de los tres eventos: la caı́da (C),
la escritura de los datos (E), y el envı́o del asentimiento (A). Observa que algunas son
la misma, como C(EA) o C(AE), porque después de la caida realmente no pasa nada,
como indican los paréntesis. Todos los asentimientos que hubiesen sido transmitidos ya
llegarán al otro extremo, con lo que en el peor de los casos el origen tiene un segmento
pendiente de confirmar. Puede que haya sido escrito pero no confirmado, en cuyo caso
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no deberı́a retransmitirse, o que no haya sido ni siquiera escrita, por lo que sı́ deberı́a
retransmitirse.
Las estrategias que podrı́a tomar el lado transmisor tras la recuperación son (1) retransmitir siempre; (2) no retransmitir nunca; (3) retransmitir sólo si se tiene un segmento
pendiente de confirmar; (c) retransmitir sólo si no se tiene un segmento pendiente de
confirmar.
Completa la tabla siguiente indicando BIEN si el protocolo funciona bien, DUPLICADO
si el receptor pasa duplicados a la capa de transporte, y PéRDIDA si el receptor pierde
algún segmento.
Primero ACK, luego escribe
AC(E)
AEC
C(AE)
Estrategia
Estrategia
Estrategia
Estrategia
Primero escribe, luego ACK
C(EA)
EAC
EC(A)
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Referencias
[Com00] D.E. Comer. Internetworking with TCP/IP: Principles, protocols and architectures. Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, 4a edición, 2000.
[Sta00]
W. Stallings. Comunicaciones y redes de computadoras. Prentice Hall, Madrid, 6a edición,
2000. Versión original en inglés de 2000.
[Ste94]
W.R. Stevens. TCP/IP illustrated, vol. 1: the protocols. Addison Wesley, Reading, MA,
1994.
[Tan03] A.S. Tanenbaum. Redes de computadoras. Prentice Hall Hispanoamericana, México, 4a
edición, 2003. Versión original en inglés de 2003.
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