Funciones de los niveles superiores Índice general ¿Por qué un

Arquitectura de Redes, Sistemas y Servicios
Índice general
Curso 2007/2008
Q
Funciones del nivel de transporte
–
–
TEMA 6
Funciones de los niveles superiores
–
Q
Q
Q
Q
Miguel A. Gómez Hernández
Transporte sobre un servicio fiable y CO
Transporte sobre un servicio no fiable y CL
Aspectos de TCP y UDP
Mantenimiento de sesiones
Representación de la información
Funciones de los protocolos de aplicación
Un ejemplo
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
¿Por qué un nivel de transporte?
Q
–
Q
–
fiable
orientado a conexión
Q
pero los nodos intermedios no lo ofrecen?
–
–
Servicios mejores que los de la capa de red
Facilidad al programador de aplicaciones
Q
Orientación a conexión
Fiabilidad
Cómo lo hace
–
La capa de transporte está para ofrecer
–
La capa de transporte suele ofrecer
–
No son de la misma propiedad que los extremos
¿Y si queremos un servicio
Q
–
Q
Pero influyen los nodos intermedios
Q
Q
Tipos de servicio de transporte
La red ofrece un servicio extremo a extremo
–
TEMA 6 (2)
Fácil si el servicio de red es fiable y CO
Difícil si es no fiable y CL
Usará las primitivas de servicio de la capa de transporte
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
TEMA 6 (3)
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
TEMA 6 (4)
Índice general
Q
Funciones del nivel de transporte
–
–
–
Q
Q
Q
Q
TS sobre servicio fiable y CO
Q
Transporte sobre un servicio fiable y CO
Transporte sobre un servicio no fiable y CL
Aspectos de TCP y UDP
Ejemplos
–
–
–
Mantenimiento de sesiones
Representación de la información
Funciones de los protocolos de aplicación
Un ejemplo
Q
Asuntos
–
–
–
–
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
TEMA 6 (5)
Direccionamiento
Q
–
–
–
–
se dice
TEMA 6 (6)
Multiplexación hacia arriba
–
Varias conexiones de transporte
Q Una
–
Q
sola conexión de red
Menos coste
Multiplexación hacia abajo
–
Estación: qué máquina y qué red
Puerto: qué usuario
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
Q
A qué entidad de transporte entregar los
datos
A qué usuario debe entregarlos la entidad
En qué máquina y en qué red
Q Típicamente
Direccionamiento
Multiplexación
Control de flujo
Establecimiento/cierre de conexión
Multiplexación
Hace falta decir
–
Sobre X.25
Sobre Frame Relay, usando LAPF
Sobre 802.3 usando LLC, operación tipo 2
Una conexión de transporte
Q Varias
–
TEMA 6 (7)
conexiones de red
Más rendimiento
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
TEMA 6 (8)
Control de flujo
Q
Técnica de ventana deslizante
–
Q
Con la ventaja de que el servicio de red
Q ¡es
–
Q
Establecimiento y cierre de conexión
–
fiable!
la acepta
Q Que no la acepta
No se pierden segmentos
Q
La ventana tiene tamaño variable
una parte se confirman los segmentos
Q Por otra parte se autorizan aumentos de
ventana
TEMA 6 (9)
Índice general
Q
–
–
Q
Q
Q
Q
–
Q La
desconexión es efectiva
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
Q
Transporte sobre un servicio fiable y CO
Transporte sobre un servicio no fiable y CL
Aspectos de TCP y UDP
TEMA 6 (10)
Ejemplos
–
–
–
Mantenimiento de sesiones
Representación de la información
Funciones de los protocolos de aplicación
Un ejemplo
Q
–
–
–
–
–
–
TEMA 6 (11)
Sobre IP
Sobre Frame Relay, usando sólo el núcleo de LAPF
Sobre 802.3 usando LLC, operación tipo 1
Asuntos
–
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
Sigue recibiendo pero ya no envía
El otro inicia su cierre
TS sobre servicio no fiable y CL
Funciones del nivel de transporte
–
Uno de los extremos inicia el cierre
–
Q Por
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
El otro le contesta
Q Que
Técnica de créditos
–
Uno de los extremos inicia la conexión
Transporte en orden
Estrategia de retransmisión
Detección de duplicados
Control de flujo
Establecimiento de conexión
Cierre de conexión
Recuperación de caídas
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
TEMA 6 (12)
TS sobre servicio no fiable y CL
Q
Transporte en orden
–
Q
Se entregan en orden
Retransmisión
–
–
Q
TEMA 6 (13)
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
Q
Funciones del nivel de transporte
–
Problema porque
–
Q Puede
haber copiado datos y no haber
asentido
Q Viceversa
–
Q
Q
Puede preguntar por dónde iba…
Q Pero
siempre hay posibilidad de error
Q La recuperación la debe hacer la capa superior
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
TEMA 6 (14)
Índice general
Si uno de los dos extremos cae
–
Confirmación de las peticiones de cierre
Problema adicional con “duplicado de otra conexión”
Recuperación de caídas
–
way handshake
Cierre de la conexión
–
Usar números de secuencia
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
Q
Diálogo en tres direcciones
Q Three
Uso de asentimientos y temporizadores
Detección de duplicados
Q
Esquema de créditos
Establecimiento de la conexión
Segmentos perdidos o dañados
Q
–
Control de flujo
–
Se ordenan en destino
–
Q
Q
Los datos llevan número de secuencia
Q
Q
TS sobre servicio no fiable y CL
TEMA 6 (15)
Q
Q
Transporte sobre un servicio fiable y CO
Transporte sobre un servicio no fiable y CL
Aspectos de TCP y UDP
Mantenimiento de sesiones
Representación de la información
Funciones de los protocolos de aplicación
Un ejemplo
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
TEMA 6 (16)
TCP
Q
UDP
Transport Control Protocol
–
Q
Protocolo extremo a extremo
User Datagram Protocol
–
Q Ofrece
un servicio orientado a conexión que
garantiza la recepción de datos sin errores y en
orden
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
TEMA 6 (17)
Puertos
Q
Q
un servicio no fiable y no orientado a
conexión
Q Básicamente incorpora el direccionamiento a
puerto a lo que ofrece IP
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
Q
Un usuario del servicio de transporte (una entidad de
aplicación)
Q
Q Ofrece
¿Cómo se averigua
el puerto del destino?
–
Está localizable en un puerto
Debe saber cómo localizar a su entidad par
Puertos bien
conocidos
Q
–
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
TEMA 6 (18)
Puertos
Puntos de acceso al servicio de transporte
–
Protocolo extremo a extremo
TEMA 6 (19)
Well known ports
Servidores de
procesos
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
TEMA 6 (20)
Índice general
Q
Funciones del nivel de transporte
–
–
–
Q
Q
Q
Q
Mantenimiento de sesiones
Q
Transporte sobre un servicio fiable y CO
Transporte sobre un servicio no fiable y CL
Aspectos de TCP y UDP
–
TEMA 6 (21)
Otras funciones de capa de sesión
–
Q
–
Sesión
Transporte
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
–
–
Q
TEMA 6 (23)
Funciones del nivel de transporte
–
Q
Retienen los datos de la capa superior
hasta que toca transmitir
TEMA 6 (22)
Índice general
Puntos a donde regresar si se produce una
caída
Gestionar testigos en servicio de
transporte semiduplex
de las conexiones de
transporte
Q Tres casos
Q
Insertar puntos de sincronización
Ofrecer a la capa superior conexiones
llamadas “sesiones”
Q Independientemente
Mantenimiento de sesiones
Representación de la información
Funciones de los protocolos de aplicación
Un ejemplo
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
Q
La función de la capa de sesión es
Q
Q
Transporte sobre un servicio fiable y CO
Transporte sobre un servicio no fiable y CL
Aspectos de TCP y UDP
Mantenimiento de sesiones
Representación de la información
Funciones de los protocolos de aplicación
Un ejemplo
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
TEMA 6 (24)
Representación de la información
Q
Q
Las aplicaciones que se comunican
–
Índice general
–
Intercambian datos con tipo
–
Q enteros,
enteros cortos, enteros largos...
Q flotantes, flotantes dobles...
Q caracteres, cadenas, fechas...
–
–
Q
Pero pueden representarlos de distinta
forma
Q carácter,
¿con siete o con ocho bits?
Q entero, ¿con uno o con dos bytes?
Q little endian o big endian
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
TEMA 6 (25)
Permiten gestionar el intercambio de
información en aplicaciones distribuidas
–
Q
–
–
–
–
Q
Q
TEMA 6 (26)
Funciones del nivel de transporte
–
–
Para ello utilizan servicios de capas inferiores
–
Q
SMTP: correo electrónico
HTTP: transferencia de hipertexto
NNTP: noticias
FTP: transferencia de ficheros
TELNET: terminal virtual
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
Mantenimiento de sesiones
Representación de la información
Funciones de los protocolos de aplicación
Un ejemplo
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
Q
Ejemplos
–
Q
Transporte sobre un servicio fiable y CO
Transporte sobre un servicio no fiable y CL
Aspectos de TCP y UDP
Índice general
Protocolos de aplicación
Q
Funciones del nivel de transporte
Q
Q
Q
TEMA 6 (27)
Transporte sobre un servicio fiable y CO
Transporte sobre un servicio no fiable y CL
Aspectos de TCP y UDP
Mantenimiento de sesiones
Representación de la información
Funciones de los protocolos de aplicación
Un ejemplo
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
TEMA 6 (28)
Envío de un correo electrónico
¿Qué pasa en el nivel de aplicación?
Q
Ethernet
Q
–
R
A.tel.uva.es
B.tel.uva.es
–
A través de dos LAN Ethernet conectadas por un
encaminador
Se utilizan protocolos TCP/IP sobre Ethernet
Q
Q
Q
Q
SMTP
TCP
IP
Ethernet
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
–
TEMA 6 (29)
¿Qué pasa en el nivel de transporte?
Uso del protocolo TCP
El transmisor (A) pide una conexión TCP al receptor (B)
destino se identifica
B: 220 B.tel.uva.es
A: HELO A.tel.uva.es
origen se identifica
B: 250
ok
A: MAIL FROM: <[email protected]>
se indica remitente
B: 250
ok
A: RCPT TO: <[email protected]>
se indica receptor
B: 250
ok
A: DATA
va a comenzar a transmitir
B: 354
permite que comience a transmitir, y que se termine con una línea con un punto
A: un poco de mensaje
manda una primera línea de mensaje
A: otro poco de mensaje
manda una segunda línea de mensaje
A: .
manda sólo un punto, con lo que el receptor sabe que ha acabado
B: 250
ok
A: QUIT
pide terminar la sesión de intercambio de mensajes
B: 250
ok
Ethernet
Un usuario en A manda un correo a B
–
Q
Uso del protocolo SMTP
El transmisor pide el cierre de la conexión TCP
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
TEMA 6 (30)
¿Qué pasa en el nivel de transporte?
Q
La capa superior pide establecer la conexión
–
Indica máquina y puerto de destino
A: Envía segmento de petición de conexión
–
Indica puertos (origen y destino), SN=X, y activa el
indicador SYN
B: Acepta establecimiento con un segmento
–
SN=Y, AN=X+1, y activa los indicadores SYN y ACK
A: Acepta la aceptación (three way handshake)
–
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
TEMA 6 (31)
SN=X+1, AN=Y+1, y activa el indicador ACK
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
TEMA 6 (32)
¿Qué pasa en el nivel de transporte?
Q
Ahora transporta los primeros datos
–
¿Qué pasa en el nivel de transporte?
Q
“220 B.tel.uva.es”: 17 bytes de datos
B los pasa a su capa superior
–
B: forma un segmento con estos 17 bytes
–
Q
A: forma un segmento con estos 3 bytes
SN=Y+1, AN=X+1
–
A los pasa a su capa superior
–
Recibe de esta “HELO A.tel.uva.es”
A: forma un segmento con estos 18 bytes
–
SN=X+1, AN=Y+18
• Observa el asentimiento de los 17 bytes de B
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
TEMA 6 (33)
¿Qué pasa en el nivel de transporte?
Q
A pide el cierre de la conexión TCP
–
Recibe de esta “250”
Q
El proceso sigue...
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
TEMA 6 (34)
¿Qué pasa en el nivel de red?
Q
Uso del protocolo IP
–
A emite un segmento
SN=X+18, AN=Y+19
• Observa que la numeración no es por segmento,
sino por byte
• Observa el asentimiento de los 18 bytes de B
No hay establecimiento de conexiones
Q Activa
el indicador FIN
Q B contesta con un segmento con el indicador
ACK
Q
También se cierra la conexión en el otro
sentido
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
TEMA 6 (35)
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
TEMA 6 (36)
¿Qué pasa en el nivel de red?
Q
Resolución de la dirección MAC
¿Qué es lo primero a transportar?
–
Q
Petición de conexión TCP de A a B
Q 20
–
–
–
–
bytes de la capa de transporte
TEMA 6 (37)
–
–
IP-A y MAC-A
Q Indica IP-R y MAC-R
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
Respuesta de conexión TCP de B a A
Q 20
–
El nivel IP no sabe si hubo o no colisiones en la capa
MAC
–
–
R debe encaminar el paquete
Q
Para B sabe cómo hacerlo
–
bytes de la capa de transporte
Se forma un paquete IP con esos 20 bytes
Se indica que el protocolo usuario es TCP
Se indican las direcciones IP de origen (B) y destino
(A)
Q Hay
Antes debe averiguar MAC-B
• Mismo proceso de petición y respuesta ARP
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
TEMA 6 (38)
Ahora, ¿qué hay que transportar?
–
Le pide que le transporte el paquete IP
Le dice a qué MAC (MAC-R) hay que llevarlo
El paquete IP llega a R
Q
Q Indica
Q
La entidad IP invoca a la entidad Ethernet
Q
R contesta con una respuesta ARP
¿Qué pasa en el nivel de red?
Ahora A puede mandar el paquete IP
Q
–
que en encaminarlo
¿Qué pasa en el nivel de red?
–
su dirección IP (IP-A), su MAC (MAC-A)
Q Indica la IP de R (IP-R) y pregunta su MAC
Para llegar hasta B, lo mejor es enviar primero a R
• Hay que hacerlo a través de una Ethernet
• Primero hay que averiguar la dirección MAC
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
Q
Emite un paquete ARP
Q Indica
Se forma un paquete IP con esos 20 bytes
Se indica que el protocolo usuario es TCP
Se indican las direcciones IP de origen (A) y destino
(B)
Q Hay
–
A debe averiguar la MAC de R
–
TEMA 6 (39)
que en encaminarlo
Para llegar hasta A, lo mejor es enviar primero a R
• Hay que hacerlo a través de una Ethernet
• Pero ahora ya se saben las MAC
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
TEMA 6 (40)
¿Qué pasa en el nivel de red?
Q
¿Qué pasa en el nivel MAC?
El protocolo IP transportará los datos de
TCP
–
–
Q
Se encapsulan los paquetes IP
–
Q
Sin saber qué son (peticiones, datos…)
Si hubiese más caminos posibles
–
los datagramas recorrerían
distintos caminos
Q
Fragmentación y reensamblado
Lo suele hacer la capa IP
–
Q
TEMA 6 (41)
Encapsulamiento IP sobre IEEE 802.3
TEMA 6 (43)
No entrega datagramas muy grandes
Las tramas se intentan llevar hasta el destino
–
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
Relleno hasta 46 bytes
Si alguno fuese muy grande
Q
Q Posiblemente
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
El primero tiene 40 bytes
Servicio de mejor intento
ARITT/ITT-IT CURSO 07/08
TEMA 6 (42)