Camada de transporte-Resumo TCP (Transmission Control Protocol)

Camada de transporte-Resumo

TCP (Transmission Control Protocol)

O TCP é um protocolo da camada de transporte que é orientado a conexão e forneça uma transferência confiável de dados.

É orientado a conexão porque antes que um processo de aplicação possa mandar mensagens ao outro, os dois processos precisam se apresentar, isto é feito trocando-se alguns segmentos um ao outro para estabelecer os parâmetros da transferência de dados.

Uma conexão TCP provê um serviço full-duplex, assim se há uma conexão entre dois processos A e B, os dados da camada de aplicação podem fluir de A para B ao mesmo tempo que de B para A. Conexões TCP sempre são ponto a ponto, com um único remetente e um único destinatário.

Examinando como ocorre uma conexão TCP:

•         
• Um         processo (cliente) quer iniciar uma conexão com outro processo         (servidor);
•         
• O         processo cliente informa a camada de transporte que quer estabelecer         a conexão com o processo servidor;
•         
• A         camada de transporte no cliente passa a estabelecer uma conexão         TCP-servidor;
•         
• O         processo cliente envia um segmento TCP especial;
•         
• O         servidor responde com um segundo segmento;
•         
• Finalmente         o cliente envia o terceiro segmento especial;

Como três segmentos são enviados entre esses dois processos, esse processo de estabelecer uma conexão é denominado de apresentação de três vias.

Com a conexão TCP estabelecida, os dois processos podem começar a enviar dados um para o outro.

O TCP combina cada porção de dados do cliente com um cabeçalho TCP, formando segmentos TCP. Esses segmentos são passados para a camada de rede, onde são encapsulados separadamente dentro dos datagramas IP. Esses datagramas IP são enviados para dentro da rede. Quando o TCP recebe um segmento, os dados desse segmento são colocados em um buffer de recepção da conexão. A camada de aplicação lê os dados desse buffer. Cada lado da conexão tem seus buffers de envio e recepção.

A estrutura de um segmento TCP consiste em campos de cabeçalho e um campo de dados. Esse campo de dados possui dados de aplicação e o tamanho desse campo é limitado. Se o TCP precisa enviar um arquivo grande, ele comumente fragmenta o segmento em vários pedaços de no máximo no tamanho MSS (maximum segment size), valor definido como sendo o tamanho do maior quadro de camada de enlace que pode ser enviado pelo hospedeiro remetente local.

Um cabeçalho TCP contém esses campos:

•         
• Campo         de número de sequência e campo de número de reconhecimento: ambos         têm 32 bits e são usados pelo remetente e pelo destinatário para         implementação de um serviço confiável de transferência de         dados;
•         
• Janela         de recepção: têm 16 bits e é usado para controle de fluxo,         indica o número de bytes que o destinatário está disposto a         aceitar;
•         
• Campo         de comprimento de cabeçalho: tem 4 bits é e usado para especificar         o comprimento do cabeçalho TCP;
•         
• Campo         de opções: é opcional e de comprimento variável, e é usado         quando remetente e destinatário negociam o MSS;
•         
• Campo         de flag: tem 6 bits. O bit ACK é usado para indicar se um segmento         contém reconhecimento para um segmento que foi recebido com         sucesso. Os bits RST, SYN e FIN são usados para estabelecer e         encerrar conexões. O bit PSH indica que o destinatário deve passar         os dados para a camada superior imediatamente. O bit URG mostra que         há dados no segmento que a entidade da camada superior do lado do         remetente marcou como urgentes.

UDP (User Datagram Protocol)

O UDP é um protocolo da camada de transporte que não é orientado a conexão, ou seja, não há apresentação antes que os dois processos possam se comunicar. O serviço de transferência de dados do UDP é do tipo não confiável, isto é, quando se envia uma mensagem através de um socket UDP, não há garantia de que essa mensagem chegará ao seu destino, e elas podem até mesmo chegar fora de ordem.

O UDP pega as mensagens do processo de aplicação, anexa campos de porta de fonte e de destino para os serviços de multiplexação e demultiplexação, adiciona outros dois campos e passa esse segmento para a camada de rede, que fará uma tentativa de melhor esforço para entregar o segmento ao receptor. Se o segmento chegar ao receptor, o UDP usará o número de porta de destino para entregar os dados ao processo de aplicação correto.

Muitas aplicações se adaptam melhor ao UDP por essas razões:

•         
• Assim         que um processo de aplicação passa dados ao UDP, o protocolo         empacota esses dados em um segmento UDP e os passa imediatamente à         camada de rede. O TCP tem um mecanismo de controle de         congestionamento que limita o remetente TCP se um ou mais enlaces da         camada de transporte entre o remente e o destinatário ficam         congestionados. O TCP também reenvia um segmento até que o         destinatário reconheça a recepção do mesmo, independentemente do         tempo que essa entrega vai levar. Aplicações em tempo real         requerem uma taxa mínima de envio, podem tolerar uma certa perda de         dados e não querem atrasar demais a transmissão dos dados,         portanto o TCP não é uma boa opção para essas aplicações;
•         
• O         UDP simplesmente envia mensagens sem nenhuma preliminar formal,         diferente do TCP e sua apresentação de três vias, dessa forma o         UDP não introduz nenhum atraso para estabelecer uma conexão;
•         
• O         UDP não mantém o estado da conexão, portanto um servidor devotado         a uma aplicação específica pode suportar um número muito maior         de clientes ativos quando a aplicação roda sobre UDP do que o TCP;
•         
• O         segmento TCP tem 20 bytes de sobrecarga de cabeçalho além dos         dados, enquanto o UDP tem 8 bytes de sobrecarga.

Um segmento UDP contém um cabeçalho e um campo de dados, o cabeçalho tem apenas quatro campos, cada um com 2 bytes. Os números de porta permitem que o destinatário passe os dados da aplicação ao processo correto (demultiplexação). A soma de verificação é usada verificação de erros no segmento.

Multiplexação e Demultiplexação

No hospedeiro de destino, a camada de transporte recebe segmentos da camada de rede e entrega os dados desses segmentos para o processo de aplicação apropriado que está rodando no hospedeiro.