Redes de Computadores - Exercícios Camada de Transporte e Camada de Rede

Exercícios da Camada de Transporte - moodle

(1) Qual a principal função da camada de transporte na arquitetura Internet?

Realizar a comunicação lógica entre processos da camada de aplicação em hosts distintos. É a camada responsável pela transferência de dados entre duas máquinas, independente da aplicação sendo usada, e do tipo, topologia ou configuração das redes físicas existentes entre elas. A camada de transporte reúne protocolos de transporte fim-a-fim entre máquinas, isto é, uma entidade (hardware/software) que utilize os protocolos desta camada só se comunica com a sua entidade destinatária, sem comunicação com máquinas intermediárias na rede, como pode ocorrer com as camadas inferiores.

(2) Descreva as características da camada de transporte

A camada de transporte utiliza o conceito de portas, que é, na verdade, um número que identifica qual processo deverá se encarregar da informação trazida por aquele pacote. O método de receber os dados do processo utilizando uma determinada porta, colocar um cabeçalho e enviar a um determinado processo de outro host é chamado de multiplexação. O método de receber um pacote vindo de outro host e repassar as informações ao processo correto é chamado de demultiplexação. Demultiplexação sem conexão só recebe número de porta e IP de destino. Orientado a conexão recebe a 4-tupla: IP origem e destino e Porta origem e destino.

(3) Fale sobre protocolo de transporte UDP (funções, formato de datagrama, etc).

Protocolo de transporte sem conexão. Segmentos do UDP podem ser perdidos ou entregues fora da ordem para a aplicação. Sem handshaking entre transmissor e receptor. Cada segmento no UDP é tratado independente dos demais. Sem controle de congestionamento. Usos do UDP: streaming de mídia (tolerantes à perda), DNS, SNMP. Cabeçalho de 32 bits. Formato de datagrama com número de porta e endereço de IP de destino; tamanho do segmento em bytes e checksum. Checksum: é um campo de 16 bits usado na detecção de erros O principio de funcionamento do Checksum é muito simples. Do lado de remetente os dados são organizados em pequenos blocos de 16bits. Realiza-se a soma desses blocos e sobre o resultado é feito o complemento de um que é então armazenado no campo do Checksum do segmento UDP. No lado do destinatário o refaz-se o calculo feito no remetente e o resultado é então somado ao Checksum. Se o resultado for zero então considera-se que não houve erros no segmento

(4) Quais são os mecanismos de transporte confiável e qual a função de cada um

rdt1.0 - transferência confiável de dados sobre canais perfeitamente confiáveis: FMS’s separadas para transmissor e receptor na qual transmissor envia dados para o canal subjacente receptor lê os dados do canal subjacente. Como não a erro de bits ou perdas de pacotes o papel do remetente é simplesmente aguardar o pedido de envio da camada superior e enviar o pacote, voltando ao seu estado de espera de nova solicitação. O lado do destinatário fica em estado de espera de chegada de pacotes da camada inferior, recebe os dados, extrai e os envia para a camada superior.

rdt2.0 - canal com erros de bits: prevê envio de dados que podem chegar com erros ou corrompidos. Para solucionar tal problema, é implementado o conceito de resposta pelo destinatário ao remetente. Dessa forma o protocolo usa como resposta reconhecimento positivo (ACK) e reconhecimento negativo (NAK). Nos reconhecimentos (ACKs)o destinatário avisa explicitamente ao remetente que o pacote foi recebido corretamente e nos reconhecimentos negativos (NAKs)o destinatário avisa explicitamente ao remetente que o pacote tem erros. Quando o remetente recebe um NAK ele faz o reenvio do pacote. (Uso do checksum).

rdt 2.1 - solução para ACK’s/NAK’s perdidos: se o ACK/NAK for perdido o transmissor não saberá o que aconteceu no receptor, então ele adiciona um número de sequência a cada pacote. O receptor não entrega pacotes duplicados. Stop and wait.

rdt 2.2 - protocolo livre de NAK: possui a mesma funcionalidade do rdt2.1, porém usando somente ACKs. Ao invés de enviar NAK, o destinatário envia um ACK para o último pacote recebido sem erro incluindo explicitamente o número de seqüência do pacote sendo reconhecido. O recebimento de ACKs duplicados no remetente resulta na mesma ação do NAK, ou seja, a retransmissão do pacote corrente.

rdt 3.0 - canais com erros e perdas: requer um contador de tempo. O transmissor espera um tempo “razoável” pelo ACK. Se não for recebido durante o tempo de espera, retransmite. Caso não tenha perdido, apenas atrasado, gera duplicata. Mas o rdt 2.1 já resolve isso.

(5) Fale sobre protocolo de transporte TCP (funções, formato de datagrama, mecanismos de transporte confiável, etc).

Fluxo de bytes confiável e em ordem. Pipeline: os controles de fluxo e de congestionamento utilizam uma janela de transmissão/recepção. Dados full duplex (fluxo de dados bidirecional na mesma comunicação; maximum segment size). Orientado à conexões. Handshaking (troca de mensagens de controle). Cabeçalho 32 bis. Datagrama com número de porta de origem e destino; número de sequência; ack número; tamanho da janela; checksum; urgent pointer. Mecanismos de transporte confiável: round trip time (RTT - tempo medido desde a transmissão até a recepção do segmento) e timeout. TCP cria rdt em cima do serviço IP; ACK cumulativo; Retransmissão rápida: muitos segmentos um atrás do outro - triple duplicate ACK’s.

(6) Qual a diferença entre controle de fluxo e controle de congestionamento realizado no TCP?

O controle de fluxo no TCP depende do tamanho da janela do receptor, a qual o receptor informa ao emissor a cada troca de pacotes, usando o campo Window do cabeçalho TCP. Mecanismos para evitar que um transmissor sobrecarregue a rede. Ou seja, a origem da transmissão envia os dados na velocidade que a REDE suportar. No caso do controle de congestionamento, o emissor usa uma variável adicional chamada janela de congestionamento, a qual limita a transmissão em função do congestionamento percebido na rede. Na camada de transporte é o mecanismo de "Janela Deslizante" e tenta evitar que um transmissor sobrecarregue o Receptor. Ou seja, a origem da transmissão preocupa-se apenas em transmitir na mesma velocidade do destino (fim-a-fim), independente se a rede aguenta ou não. Em resumo, o controle de fluxo preocupa-se apenas com o fim-a-fim (origen - destino), enquanto o controle de congestionamento preocupa-se com a rede como um todo.