TCP/IP - Transportni sloj

1. TCP/IP - Transportni sloj TCP/IP

2. Transportni sloj • Portovi • UDP • TCP TCP/IP

3. ˝Host-host˝ vs. ˝proces-proces˝ komunikacija Procesi Procesi Domen IP protokola Domen UDP i TCP protokola TCP/IP

4. Brojevi portova ˝Dobro-poznati˝ port Privremeni port TCP/IP

5. IP adrese vs. Brojevi portova Broj porta procesa IP adresa hosta TCP/IP

6. Opsezi portova Dodela portova je pod kontrolom međunarodne neprofitne organizacije koja se zove ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers) Nisu dodeljeni (organizacija ICANN nije definisala njihvou namenu), ali koje neke druge organizacije mogu registrovati kod ICANN da bi se predupredila dupliciranja Mogu se koristiti kao privremeni ili privatni portovi ˝dobro-poznati˝ portovi - Dodeljuje ih (definiše njihovu namenu) organizacija ICANN TCP/IP

7. Adresa soketa TCP/IP

8. UDP UDP (User Datagram Protocol - Protokol korisničkih datagrama) koji omogućava udaljenim aplikacijama da razmenjuju enkapsulirane IP datagrame. Konceptualno, jedina bitna razlika između UDP datagrama i IP datagrama je u tome što UDP sadrži brojeve portova, što omogućava predajnoj aplikaciji da se obrati tačno određenoj aplikaciji na odredišnoj mašini. UDP se ne bavi kontrolom toka, kontrolom grešaka i retransmisijom nakon prijema lošeg datagrama, baš kako ni IP TCP/IP

9. Korisnički datagram Format zaglavlja Veličina UDP datagrama u bajtovima, uključujući i zaglavlje i podatke TCP/IP

10. Kontrolna suma - pseudo-zaglavlje komplement TCP/IP

11. Kontrolna suma - primer TCP/IP

12. Karakteristike UDP-a • Beskonekcioni servis • Svaki korisnički datagram poslat preko UDP-a tretira kao nezavisni datagram. • Korisnički datagrami nisu numerisani, a pošto do odredišta mogu stići izvan redosleda, UDP nije u mogućnosti da rekonstruiše njihov prvobitni redosled. • Svaka poruka koju proces šalje mora biti dovoljno kratka da može stati u jedan UDP datagram TCP/IP

13. Karakteristike UDP-a • Ne postoje mehanizmi za kontrolu protoka • Ne postoji zaštita od zagušenja prijemnika velikim brojem poruka • Ne postoje mehanizmi za kontrolu grešaka • Pošiljalac ne može znati da li je poruka koju je poslao uspešno preneta, ili je možda izgubljena ili duplicirana u prenosu. TCP/IP

14. Enkapsulacija korisničkih datagrama TCP/IP

15. Multipleksiranje i demultipleksiranje TCP/IP

16. UDP - Primena • Jednostavne klijent-server aplikacije: • Klijent šalje kratak upit serveru i očekuje kratak odgovor • Ako se upit ili odgovor izgube u prenosu, klijent čeka neko vreme i pokušava ponovo • Primer DNS: • Upit: klijent traži od servera IP adresu hosta www.elfak.ni.ac.yu • Odgovor: Server odgovara UDP datagramom sa IP adresom hosta • Nije potrebna nikakva prethodna priprema ili uspostavljanje konekcije, dovoljno je razmeniti dve kratke poruke TCP/IP

17. UDP - Primena • Real-time multimedijalne aplikacije • Internet radio, Internet telefonija, muzika-na-zahtev, video konferencije, video-na-zahtev ... • Prenos kontinualnog toka digitalizovanog zvuka i/ili videa (na predaji zvuk/video se digitalizuje i pakuje u UDP datagrame, na predaji datagrami se raspakuju i rekonstruiše tok odmeraka) • Nema vremena za retransmisiju izgubljenih paketa • Gubitak pojedinih paketa nije katastrofalan TCP/IP

18. UDP - Primena kod real-time multimedijnih aplikacija Rekonstrukcija izgubljenih datagrama Uredjenje datagrama, eliminacija džitera Gubitak datagrama, džiter, prenos izvan redosleda TCP/IP

19. TCP TCP (Transmission Control Protocol - Protokol za kontrolu prenosa) je konekcioni, pouzdani proces-proces transportni protokol koji pruža puni transportni servis udaljenim aplikacijama. TCP sprovodi kontrolu protoka i kontrolu grešaka, a projektovan je tako da se može dinamički prilagoditi promenljivim karakteristikama Interneta i održi pouzdanu vezu čak i u slučajevima pojave raznih vrsta otkaza u mrežnoj infrastrukturi TCP/IP

20. TCP TCP/IP

21. TCP • Sadržaj • Servisi • Mehanizmi • Segment • Konekcija • Dijagram stanja • Kontrola protoka • Kontrola grešaka • Kontrola zagušenja TCP/IP

22. TCP servisi • Koje servise TCP pruža aplikacijama? • Proces-proces komunikacija • Orijentacija na tok (prenos toka podataka, a ne pojedinačnih poruka) • Puna dupleks komunikacija • Konekcioni servis (uspostavljanje veze, prenos podataka, raskidanje veze) • Pouzdani servis (pouzdanost prenos podataka je odgovornost TCP-ja, a ne aplikacije) TCP/IP

23. Proces-proces komunikacija Slično UDP-u, TCP omogućava komunikaciju od procesa do procesa korišćenjem 16-bitnih brojeva portova za identifikaciju procesa. Opsezi portova (dobro-poznati, registrovani i dinamički) su identični kao kod UDP-a TCP/IP

24. Orijentacija na tok TCP/IP

25. Prijemni i predajni baferi TCP/IP

26. TCP segmenti TCP/IP

27. Redni brojevi TCP numeriše sve bajtove podataka koji se prenose putem uspostavljene konekcije. Numeracija startuje od slučajno izabranog broja. Redni brojevi se koriste za kontrolu protoka i kontrolu grešaka TCP/IP

28. Redni brojevi • Za razmenu rednih brojeva u zaglavlju TCP segmenta predviđena su dva polja: • Sequence Number (SEQ broj) - redni broju prvog bajta u segmentu. • Acknowledgement Number (ACK broj, ili broj potvrde)- redni broj prvog sledećeg bajta kojeg pošiljalac segmenta očekuje da primi. Koristi se za kumulativnu potvrdu prijema. TCP/IP

29. Format TCP segmenta TCP/IP

30. Kontrolni bitovi TCP/IP

31. Kontrolna suma - pseudo zaglavlje TCP/IP

32. Enkapsulacija TCP segmenta TCP/IP

33. TCP konekcija • Uspostavljanje konekcije • Prenos podataka • Raskidanje konekcije • Resetovanje konekcije TCP/IP

34. Uspostavljanje konekcije Trostepeno usaglašavanje TCP/IP

35. Prenos podataka TCP/IP

36. Zatvaranje konekcije - trostepeno usaglašavanje TCP/IP

37. Zatvaranje konekcije - polu-zatvaranje TCP/IP

38. Dijagram stanja Da bi se olakšalo praćenje različitih događaja i brojnih izuzetnih sitacija koje se mogu desiti u toku uspostavljanja konekcije, prenosa podataka i zatvaranja konekcije, TCP softver je realizovan u vidu konačnog automata (FSM – Finite State Machine). Ovaj konačni automat ima 11 stanja i može se predstaviti u vidu dijagrama stanja TCP/IP

39. Stanja TCP/IP

40. Dijagram stanja TCP/IP

41. Scenario uspostavljanja konekcije TCP/IP

42. Scenario zatvaranja konekcije trostepenim usaglašavanjem TCP/IP

43. Odbijanje konekcije TCP/IP

44. Prekidanje konekcije TCP/IP

45. Kontrola protoka Kotrola protoka reguliše količinu podataka koju izvor može da pošalje pre nego što od odredišta primi potvrdu prijema poslatih podataka. TCP uvodi prozor (eng. window) u okviru predajnog bafera koji definiše koje od svih podataka trenutno prisutnih u baferu TCP sme da pošalje. Veličina prozora se reguliše tzv. protokolom kliznog prozora (eng. sliding window protocol) TCP/IP

46. Klizni prozor - koncept • Predajnik vodi evidenciju o preostalom prostoru u baferu prijemnika i šalje samo onoliko bajtova koliko prijemnik može trenutno da prihvati • Prijemnik, ima obavezu da obaveštava predajnu stranu o veličini preostalog prostora u svom baferu (Polje Window Size (veličinu prozora) iz zaglavlja TCP segmenta) TCP/IP

47. Protokol kliznog prozora TCP/IP

48. Kontrola grešaka • Detekcija i korekcija grešaka kod TCP-ja se postiže pomoću tri jednostavna principa: • Kontrolna suma • Potvrđivanje • Retransmisija TCP/IP

49. Kontrolna suma Prijemnik odbacuje svaki segment za koji, proverom kontrolne sume, ustanovi da sadrži grešku. Drugim rečima, pogrešni segmenti se tretiraju na isti način kao izgubljeni segmenti (tj. kao da nisu ni primljeni) TCP/IP

50. Potvrđivanje Kada prijemnik šalje potvrdu? TCP/IP