Redes IRedes I Os Protocolos Os Protocolos

Prof. Dr. Amine BERQIAProf. Dr. Amine BERQIA

bamine@ualg.pt bamine@ualg.pt

http://w3.ualg.pt/~bamine/http://w3.ualg.pt/~bamine/

DefiniçãoDefinição

Um protocolo é uma descrição formal de Um protocolo é uma descrição formal de regras e de convenções a seguir em regras e de convenções a seguir em

uma troca de informações, que seja para uma troca de informações, que seja para encaminhar os dados até ao encaminhar os dados até ao

destinatário ou para que destinatário ou para que

destinatário compreenda como deve destinatário compreenda como deve utilizar os dados que recebeu. utilizar os dados que recebeu.

Protocolos de transporte Protocolos de transporte

Fornece comunicação de aplicação-para-aplicação Fornece comunicação de aplicação-para-aplicação Precisa dum mecanismo adicional de Precisa dum mecanismo adicional de

endereçamento para identificar aplicações endereçamento para identificar aplicações Designa-se por extremo-a-extremoDesigna-se por extremo-a-extremo Pode fornecer:Pode fornecer:

FiabilidadeFiabilidade Controlo de FluxoControlo de Fluxo Controlo CongestãoControlo Congestão

Exemplo de Camada Transporte : Exemplo de Camada Transporte : Transmission Control Protocol (TCP)Transmission Control Protocol (TCP)

Normalizado pelo IETF como RFC 793 Protocolo mais popular da Camada 4 Protocolo orientado à conexão Funciona entre aplicações e IP Funcionamento Full-duplex Interface tipo byte-stream

Resumo do TCP Resumo do TCP

Fornece um serviço de transporte de fluxo full-duplex, orientado à conexão completamente fiável (nenhuma duplicação ou perda de dados), que permite dois programas aplicativos formar uma conexão, enviar dados em qualquer uma das direcções e então terminar a conexão.

Relação Entre o TCP e Relação Entre o TCP e Outros Protocolos Outros Protocolos

TCP num computador utiliza o IP para comunicar com TCP noutro

computador

Aparente ContradiçãoAparente Contradição

IP oferece entrega melhor-esforço (não fiável) TCP utiliza o IP TCP fornece transferência completamente

fiável Como é isto possível?

Conseguir FiabilidadeConseguir Fiabilidade

Estabelecimento fiável da conexãoEstabelecimento fiável da conexão Transmissão fiável dos dadosTransmissão fiável dos dados Terminação fiável da conexãoTerminação fiável da conexão

Transmissão fiável dos Transmissão fiável dos dados dados

Confirmação positiva Confirmação positiva O receptor devolve uma curta mensagem na chegada de O receptor devolve uma curta mensagem na chegada de

dadosdados Designa-se por confirmação (Designa-se por confirmação (acknowledgement)acknowledgement)

Retransmissão Retransmissão Remetente inicia cronometro sempre que uma Remetente inicia cronometro sempre que uma

mensagem é transmitida mensagem é transmitida Se o cronometro expira antes duma confirmação Se o cronometro expira antes duma confirmação

chegar, o remetente retransmite a mensagem chegar, o remetente retransmite a mensagem

Retransmissão Retransmissão

Quanto tempo deverá Quanto tempo deverá esperar o TCP Antes de esperar o TCP Antes de

Retransmitir? Retransmitir?

Tempo que leva para chegar uma confirmação depende de Distancia ao destino Presente condições de tráfego

Conexões múltiplas podem ser abertas simultaneamente

Condições de tráfego mudam rapidamente

Resolver o Problema da Resolver o Problema da Retransmissão Retransmissão

Manter estimativa do tempo de viagem de ida-e-volta de cada conexão

Utilizar estimativa actual para fixar cronometro de retransmissão

Designado por retransmissão adaptável Motivo de sucesso do TCP

Retransmissão adaptável Retransmissão adaptável

Intervalo depende da presente estimativa de ida-e-volta Intervalo depende da presente estimativa de ida-e-volta

TCP Controlo de FluxoTCP Controlo de Fluxo

Receptor Receptor Anuncia espaço de Anuncia espaço de buffer buffer disponível disponível Designa-se por janela Designa-se por janela

RemetenteRemetentePode enviar até ao limite da janela antes da Pode enviar até ao limite da janela antes da

chegada do ACKchegada do ACK Também designado por protocolo de janela Também designado por protocolo de janela

deslizante (deslizante (sliding window protocolsliding window protocol))

Estabelecimento e Estabelecimento e Terminação Terminação

Estabelecimento da conexão Estabelecimento da conexão Tem de ser fiávelTem de ser fiável

Terminação da conexão Terminação da conexão Deve ser graciosa Deve ser graciosa

Difícil Difícil

Por que Por que Startup/Shutdown é Difícil Startup/Shutdown é Difícil

Segmentos podem ser perdidos duplicados atrasados entregue fora de ordemqualquer um dos participantes pode bloquear qualquer um dos participantes pode reiniciar

Necessário evitar que mensagem duplicada de terminação venha afectar conexão posterior

A Solução de A Solução de Estabelecimento do TCP Estabelecimento do TCP

Utiliza troca de três mensagens Conhecido como “3-way handshake” Necessário e suficiente para estabelecimento

fiável e não ambígua Mensagens SYN (Synchronize) são utilizadas

para estabelecimento de conexão

3-Way Handshake3-Way Handshake

A Terminação do TCP A Terminação do TCP

Portas de protocolo Portas de protocolo

A cada aplicação é atribuído um numero distinto Servidor

É Normalizado Utiliza sempre o mesmo número da porta Normalmente utiliza números de porta mais baixos

Cliente Obtém porto não utilizada do software de protocolo Normalmente utiliza números da porta mais altos

Veja / etc/services

Exemplo de Porta de Exemplo de Porta de protocolo protocolo

Aplicação de servidor Web atribuída a porta 80 Aplicação cliente Web obtém porto 32938 Segmento de TCP enviado do cliente para servidor

tem número da porta origem 32938 número da porta destino 80

Quando servidor Web responder, segmento de TCP tem número da porta origem 80 número da porta destino 32938

TCP Segmento Formato TCP Segmento Formato

User Datagram Protocol User Datagram Protocol (UDP) (UDP)

Entrega de mensagem não fiável Protocolo sem conexão Nenhum controlo de fluxo (nenhuma janela) Nenhuma recuperação de erro (não há ACKs) Permite multiplexação da aplicação Detecção de erros opcional (campo de checksum)

UDP Mensagem Formato UDP Mensagem Formato

SMTP SMTP

Simple Mail Transfer Protocol SMTP Definido no RFC 821

Utiliza protocolo TCP Utilzado entre

Programa de transferência de correio no computador do remetente

Servidor de correio do destinatário Especifica como

Cliente interage com o servidor Destinatários são especificadosMensagem é transferida

TELNET TELNET

Definido em RFC 854 Permite acesso interactivo a um computador de um local

remoto Interface texto Utilizador

invoca o cliente especifica computador remoto

Cliente inicializa conexão TCP ao servidor Transmite teclas premidas através da conexão exibe resultados em tela

Protocolo de Protocolo de transferência de ficheiros transferência de ficheiros

(FTP) (FTP)

Definido no RFC 959 Cópia completa de ficheiro Utiliza o TCP Suporta transferências de ficheiros binários ou

de texto Conjunto extenso de comandos Até 1995, era a fonte principal de pacotes na

Internet

FTP FTP

Protocolo de Protocolo de Transferência de Transferência de

hipertexto (HTTP) hipertexto (HTTP)

Servidor Web disponibiliza páginas Servidor utiliza a porta 80 por defeito Cliente Web (browser) requisita páginas Cria uma conexão TCP ao servidor HTTP assenta em cima do TCP HTTP v1.1 definido no RFC 2068

melhoramento principal em relação á v1.0: única conexão de TCP para múltiplos pedidos de HTTP