Camada de Transporte e Protocolo TCP - Material de Apoio

Camada de Transporte e Protocolo TCP Tecnologia em Análise e Desenvolvimento de Sistemas Prof Roberto Maia Redes de Computadores Esse material é de apoio para as aulas da disciplina e não substitui a leitura da bibliografia básica Os professores da disciplina irão focar alguns dos tópicos da bibliografia assim como poderão adicionar alguns detalhes não presentes na bibliografia com base em suas experiências profissionais O conteúdo de slides com o título Comentário seguido de um texto se refere a comentários adicionais ao slide cujo texto indica e tem por objetivo incluir alguma informação adicional aos conteúdo do slide correspondente Esclarecimentos Camada de Transporte Fornece comunicação lógica entre processos de aplicação em diferentes hospedeiros Os protocolos de transporte são executados nos sistemas finais Lado emissor quebra a mensagem da aplicação em segmentos que serão transformados em pacotes a enviar para a camada de rede Lado receptor remonta os segmentos reconstituindo a mensagem original e passa para a camada de aplicação Protocolos de transporte disponível para as aplicações Internet TCP UDP aplicação transporte rede enlace física rede enlace física aplicação transporte rede enlace física rede enlace física rede enlace física rede enlace física rede enlace física Protocolos da Camada de Transporte da Internet TCP Orientado à conexão Confiável garante ordem de entrega dos pacotes Pacotes de dados trocados pertencem a uma mesma sessão Controle de congestionamento Controle de fluxo Sem garantia a atrasos Sem garantia de banda UDP Não orientado à conexão datagrama Não confiável sem ordem de entrega Mesmo comportamento do melhor esforço do IP Best Effort Sem garantia a atrasos Sem garantia de banda aplicação transpor te rede enlace física rede enlace física aplicação transpor te rede enlace física rede enlace física rede enlace física rede enlace física rede enlace física Portas TCP Conceitos O uso do conceito de portas permite que vários programas estejam em funcionamento ao mesmo tempo no mesmo computador trocando informações com um ou mais serviçosservidores As portas TCP são identificadas entre 1 a 65536 216 Cada porta pode ser usada por um programa processo ou serviço diferente Portanto teoricamente seria possível ter até 65536 serviços diferentes ativos simultaneamente em um mesmo servidor usando um endereço IP válido Todos os números de porta de servidor TCP menores que 1023 e alguns números mais altos são reservados e registrados pela Internet Assigned Numbers Authority IANA autoridade de números atribuídos da Internet Além do endereço IP qualquer pacote que circula na rede precisa conter também a porta TCP a que se destina É isso que faz com que um pacote chegue até o servidor Web e não ao servidor FTP instalado na mesma máquina Portas UDP Além das 65536 portas TCP temos o mesmo número de portas UDP Embora seja um protocolo menos usado que o TCP o UDP continua presente nas redes atuais pois oferece uma forma alternativa de envio de dados onde ao invés da confiabilidade é privilegiada velocidade e simplicidade Vale lembrar que tanto o TCP quanto o UDP trabalham na camada 4 do modelo OSI Transporte Ambos trabalham em conjunto com o IP que cuida do endereçamento de rede Portas UDP O conceito de porta UDP é idêntico ao conceito de portas TCP embora tecnicamente existam diferenças na maneira como as portas são utilizadas em cada protocolo A idéia é a mesma por exemplo se um usuário estiver utilizando vários programas baseados em UDP ao mesmo tempo no seu computador é através do uso de portas que o sistema operacional sabe a qual programa se destina cada pacote UDP que chega O lado do host de cada programa que usa UDP escuta as mensagens que chegam no seu número de porta conhecido Todos os números de porta de servidor UDP menores que 1023 e alguns números mais altos são reservados e registrados pela Internet Assigned Numbers Authority IANA autoridade de números atribuídos da Internet Comparação entre TCP e UDP Geralmente as diferenças na maneira como UDP e TCP entregam os dados assemelhamse às diferenças entre um telefonema e um cartão postal O TCP funciona como um telefonema verificando se o destino está disponível e pronto para a comunicação O UDP funciona como um cartão postal as mensagens são pequenas e a entrega é provável mas nem sempre garantida Multiplexação e Demultiplexação Multiplexação no hospedeiro emissor Coleta dados de múltiplos sockets envelopa os dados com cabeçalho usado depois para demultiplexação no destino Demultiplexação no hospedeiro receptor Recebe os pacotes extrai os segmentos e entrega ao socket correto Como Funciona a Demultiplexação Computador recebe datagramas IP Cada datagrama possui endereço IP de origem e IP de destino Cada datagrama carrega 1 segmento da camada de transporte Cada segmento possui números de porta de origem e destino O host usa o endereço IP e o número de porta para direcionar o segmento ao socket destino apropriado Porta da fonte Porta do destino 32 bits dados da aplicação mensagem outros campos do cabeçalho Demultiplexação Não Orientada à Conexão Socket UDP é identificado por 2 valores Endereço IP de destino Número da porta de destino Quando o host recebe o segmento UDP Verifica o número da porta de destino no segmento Direciona o segmento UDP para o socket com este número de porta no host destino Datagramas com IP de origem diferentes eou portas de origem diferentes desde que tenham a mesma porta de destino são direcionados para o mesmo socket Demultiplexação Não Orientada à Conexão DatagramSocket serverSocket new DatagramSocket 6428 SP Source port porta origem DP Destination port porta destino SP fornece o endereço de retorno 0 Cliente IPB P2 Cliente IP A P1P1 P3 Servidor IP C SP 6428 DP 9157 SP 9157 DP 6428 SP 6428 DP 5775 SP 5775 DP 6428 Demultiplexação Orientada à Conexão Socket TCP é identificado por 4 valores Endereço IP de origem Endereço da porta de origem Endereço IP de destino Endereço da porta de destino Hospedeiro receptor usa os quatro valores para direcionar o segmento ao socket apropriado Hospedeiro servidor pode suportar vários sockets TCP simultâneos Cada socket é identificado pelos seus próprios 4 valores Demultiplexação Orientada à Conexão Cliente IPB P1 Cliente IP A P1 P2 P4 Servidor IP C SP 9157 DP 80 SP 9157 DP 80 P5 P6 P3 DIPC SIP A DIPC SIP B SP 5775 DP 80 DIPC SIP B Obs A numeração das portas é de controle do host local Podem existir portas de mesmo número em hosts diferentes Exercícios 1 Qual a função fundamental da camada de transporte 2 Explique a arquitetura cliente servidor 3 Qual mecanismo de endereçamento adotado pela camada de transporte Como ele funciona Existe alguma regulamentação 4 Quais as principais características do UDP Em que situação ele é recomendado 5 O que é uma conexão Explique utilizando um esquema ilustrativo 6 Como ocorre o estabelecimento de uma conexão TCP 7 Descreva o funcionamento do campo Code Bits 8 Explique de maneira sucinta o controle de sequência adotado pelo TCP 9 Faça o mesmo com o controle de erros 10 Como é o funcionamento do protocolo DNS Descreva utilizando como base sua estrutura hierárquica 11 O que é um root server Exercícios 12 Quem são os componentes do DNS e qual a função de cada um deles 13 Quais os tipos de servidores DNS possíveis 14 Qual a diferença de uma requisição iterativa para uma recursiva 15 Quais as principais características do protocolo FTP 16 Como o FTP utiliza suas conexões no momento de execução 17 Faça um breve resumo do protocolo HTTP Tecnologia em Análise e Desenvolvimento de Sistemas Redes de Computadores 20232 Profº Roberto Maia