Protocolos TCP IP UDP

Protocolos de Rede

Prof. Esp. André Nobre

TCP / IP

UDPe

UDPProtocolo para Transporte

IPProtocolo para Endereçamento

TCPProtocolo para Transporte Camada 4: Transporte

Camada 3: RedesProtocolo

Protocolo

Protocolo

Visão Geral

IPProtocolo para Endereçamento

Camada 3: RedesProtocolo

Protocolos de Rede

Protocolo IPO IP permite identificar o Host e sua Rede.“...o protocolo TCP/IP é responsável, isto é, ele foi criado pensando na interligação de diversas redes – onde podemos ter diversos caminhos interligando o transmissor e receptor -, culminando na rede mundial que hoje conhecemos por internet. Por isso, ele utiliza um esquema de endereçamento lógico chamado endereço IP. Em uma rede TCP/IP cada dispositivo em rede necessita usar pelo menos um endereço IP. Esse endereço permite identificar o dispositivo e a rede na qual ele pertence.”

(TORRES, PDF, PAG. 86.)

192 . 168 . 2 . 100HostRede

Exemplo:



Protocolo

Protocolo

Protocolos de Rede

TCP e UDP“A Internet tem dois protocolos principais na camada de transporte, um protocolo sem conexões e outro orientado a conexões. O protocolo sem conexões é o UDP. O protocolo orientado a conexões é o TCP.”

(TANENBAUM, PDF, PAG. 399.)

Comunicação Lógica provida pela camada de Transporte.“Um protocolo de camada de transporte fornece comunicação lógico entre processos de aplicações que rodam em hospedeiros diferentes. Comunicação Lógica nesse contexto significa que, do ponto de vista de uma aplicação, tudo se passa como se os hospedeiros que rodam os processos estivessem conectados diretamente; na verdade, esses hospedeiros poderão estar em lados opostos do planeta, conectados por numerosos roteadores e uma ampla variedade de tipos de enlace. Processos de aplicações usam a comunicação lógica provida pela camada de transporte para enviar mensagens entre si, livres da preocupação dos detalhes da infraestrutura física utilizada para transportar essas mensagens.”

(KUROSE, PDF, PAG. 168.)

Camada de Transporte

Varias aplicações no mesmo Endereçamento.“No hospedeiro de destino, a camada de transporte recebe segmentos da camada de rede logo abaixo dela e tem a responsabilidade de entregar os dados desses segmentos ao processo de aplicação apropriado que roda no hospedeiro.”

Solução para cada aplicação receber seus dados corretamente.“A tarefa de entregar os dados contidos em um segmento da camada de transporte à porta correta é denominada demultiplexação. O trabalho de reunir, no hospedeiro de origem (Cliente), porções de dados provenientes de diferentes portas, encapsular cada porção de dados com informações necessárias de cabeçalho (que mais tarde serão usadas na demultiplexação) para criar segmentos, e passar esses segmentos para a camada de rede é denominada multiplexação.”


Multiplexação e Demultiplexação (na camada 4)

3389

Portas11080

3389

E-mails

Internet

Acesso Remoto

1.0.0.2

1.0.0.21.0.0.1

1101.0.0.2

33891.0.0.2

801.0.0.2

TransmissãoRecepção

Cliente Hospedeiro

ServiçosPortas

11080

3389

E-mails

Internet

Acesso Remoto

Serviços


Camada 4: TransporteProtocolo

Protocolos de Rede

SistemaDNS

ProtocoloDNS

Porta 53

Protocolo de Transporte UDP

ComandoPING

ProtocoloICMP

Porta 7

ProgramaLook@LAN

ProtocoloSNMP

Porta 161/192

Camada deAplicação

Camada deTransporte

Protocolo UDP (User Datagram Protocol)

Características do UDP“..o UDP e basicamente o IP com um pequeno cabeçalho... O UDP oferece um meio para as aplicações enviarem data gramas IP encapsulados sem que seja necessário estabelecer uma conexão. O UDP transmite segmentos que consistem em um cabeçalho de 8 bytes, seguido pela carga util.”


Não orientado a conexão“Note que, com o UDP, não há apresentação entre as entidades remetente e destinatária da camada de transporte antes de enviar um segmento. Por essa razão, dizemos que o UDP é não orientado a conexão.”

(KUROSE, PDF, PAG. 177)


Função das Portas“As duas portas servem para identificar os pontos extremos nas maquinas de origem e destino. Quando um pacote UDP chega, sua carga útil e entregue ao processo associado a porta de destino. ... Sem os campos de portas, a camada de transporte não saberia o que fazer com o pacote. Com elas, a camada entrega o segmentos corretamente.”


3389

Portas11080

3389

E-mails

Internet

Acesso Remoto

1.0.0.2

1.0.0.21.0.0.1

1101.0.0.2

33891.0.0.2

801.0.0.2

TransmissãoRecepção

Host 1

Host 2

ServiçosPortas

11080

3389

E-mails

Internet

Acesso Remoto

Serviços


UDP é menos complexo.“Ele não realiza controle de fluxo, controle de erros ou retransmissão apos a recepção de um segmento incorreto. Tudo isso cabe aos processos do usuário. O que ele faz é fornecer uma interface para o protocolo IP com o recurso adicional de demultiplexacao de vários processos que utilizam as portas.”

Exemplo“Uma área na qual o UDP é especialmente útil é a de situações cliente/servidor. Com frequência, o cliente envia uma pequena solicitação ao servidor e espera uma pequena resposta de volta. Se a solicitação ou a resposta se perder, o cliente simplesmente chegara ao timeout (tempo esgotado) e tentara de novo. Uma aplicação que utiliza o UDP desse modo é o DNS (Domain Name System). Não é necessária nenhuma configuração antecipada e também nenhum encerramento posterior. Basta enviar duas mensagens pela rede (Solicitação e Resposta).”



Protocolo

Protocolos de Rede

Programa de e-mail

ProtocoloPOP3

Porta 110

Protocolo de Transporte TCP

Navegação na WEB

ProtocoloHTTP

Porta 80

Programa de FTP

ProtocoloFTP

Porta 20/21

Camada deAplicação

Camada deTransporte

Protocolo TCP (Transmission Control Protocol)

Proposta do TCP é ser uma solução confiável em um ambiente não confiavél.“O TCP (Transmission Control Protocol) foi projetado especificamente para oferecer um fluxo de bytes fim a fim confiável em uma inter-rede não confiável. Uma inter-rede é diferente de uma única rede porque suas diversas partes podem ter topologias, larguras de banda, retardos, tamanhos de pacote e outros parâmetros completamente diferentes. O TCP foi projetado para se adaptar dinamicamente as propriedades da inter-rede e ser robusto diante dos muitos tipos de falhas que podem ocorrer.”


Objetivo ao estabelecer uma transmissão confiável.:“Com um canal confiável, nenhum dos dados transferidos é corrompido (Trocado de 0 para 1 ou vice-versa) nem perdido, e todos são entregues na ordem em que foram enviados. Este é exatamente o modelo de serviço oferecido pelo TCP às aplicações de Internet que recorrem a ele.”


Protocolo TCP (Transmission Control Protocol) TCP e IP“Cada maquina compatível com o TCP tem uma entidade de transporte TCP, que pode ser um procedimento de biblioteca (DLL), um processo do usuário (Software) ou parte do núcleo (Kernel). em todos os casos, ele gerencia fluxos e interfaces TCP para a camada IP.

Responsabilidades do TCPA camada IP não oferece qualquer garantia de que os datagramas serão entregues da forma apropriada; portanto, cabe ao TCP administrar os timers e retransmiti-los sempre que necessário. Os datagramas também podem chegar fora de ordem; o TCP também terá de reorganiza-los em mensagens na sequencia correta.Resumindo, o TCP deve fornecer a confiabilidade que a maioria dos usuários desejam, mas que o IP não oferece.”


Orientado a conexão“Dizemos que o TCP é orientado a conexão porque, antes que um processo de aplicação possa começar a enviar dados a outro, os dois processos precisam primeiramente se ‘apresentar’ – isto é, devem enviar alguns segmentos preliminares da conexão TCP, ambos os lados da conexão iniciarão muitas “variáveis de estado” associadas com a conexão TCP.”



A ‘Conexão’ TCP não se compara a um Circuito Virtual“A ‘conexão’ TCP não é um circuito TDM ou FDM fim-a-fim, como acontece em uma rede de comutação de circuitos. Tampouco é um circuito virtual, pois o estado de conexão reside inteiramente nos dois sistema finais. Como o protocolo TCP roda somente nos sistemas finais, e não nos elementos intermediários da rede (roteadores e comutadores da camada de enlace), os elementos intermediários não mantêm estado de conexão TCP. Na verdade, os roteadores intermediários são completamente alheios às conexões TCP; eles enxergam datagramas, e não conexões.”


Router

Router

Router

Router

Router

TCPTCP

RIP


Full-duplex e Unicast“Uma conexão TCP provê um serviço full-duplex: se houver uma conexão TCP entre o processo A em um hospedeiro e o processo B em outro hospedeiro, então os dados da camada de aplicação poderão fluir de A para B ao mesmo tempo em que os dados da camada de aplicação fluem de B para A. A conexão TCP é sempre ponto a ponto (Unicast), isto é, entre um único remetente e um único destinatário. O chamado ‘multicast’ – a transferência de dados de um remetente para vários destinatários em uma única operação de envio – não é possível com o TCP. Com o TCP, dois hospedeiros é bom; três é demais!.”


Router

Router

Router

Router

Router

TCPTCP

RIPAB


Segmento TCP“As entidades transmissoras e receptoras do TCP trocam dados na forma de segmentos (pacotes). Um segmento TCP consiste em um cabeçalho fixo de 20 bytes, seguido do espaço necessário para os dados (carga útil). O software TCP decide qual deve ser o tamanho dos segmentos.”



Tamanho de um segmento“ Dois fatores restringem o tamanho do segmento. Primeiro, cada segmento, incluindo o cabeçalho do TCP, deve caber na carga útil do IP, que é de 65.515 bytes. Em Segundo lugar, cada rede tem uma unidade máxima de transferência, ou MTU (Maximum Transfer Unit) e cada segmento deve caber na MTU. Na pratica, a MTU geralmente tem 1.500 bytes (o tamanho da carga útil Ethernet) e, portanto, define o limite superior de tamanho de segmentos.”


MTU (Unidade Máxima de Transferência da Rede)

Carga Útil IP

Carga Útil TCPCabeçalho TCP

Cabeçalho IP


TCPProtocolo para Transporte

Protocolo

Protocolo

Comparação

Comparação

Cliente ServidorSolicita Dados

Envia Dados

Funcionamento do Protocolo UDP

Cliente Servidor

Estabelecer Conexão

Confirmar Conexão

Funcionamento do Protocolo TCP

Solicita Dados

Envia Dados

Solicita Dados Não Recebidos

• Funcionamento mais simples• Mais rápido por ter menos Controles• Menos Seguro em relação ao recebimento

dos Dados (Transporte)• Não estabelece conexão

• Funcionamento mais complexo• Mais Controles• Mais Seguro em relação ao

recebimento dos Dados (Transporte)• Estabelece conexão antes de transmitir

os dados.• Solicita retransmissão dos dados não

recebidos ou corrompidos.

Comparação Simplificada

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