CH4_TCP_UDP

PCSD

Universit Kasdi Merbah OuarglaDpartement Mathmatique et informatique

CH4

Partie 1

Les protocoles de transport :

UDP et TCP

1 re Master Informatique Fondamentale

Mai 2013

Master informatique fondamentale PCSD 1

Remerciements Les transparents sont bass sur des supports de cours de :

Olivier GLCK (Universit LYON 1 / Dpartement Informatique)

Shivkumar KALYANARAMAN (RPI/ECSE)

Cyril Pain-Barre- IUT Informatique Aix-en-Provence

Des figures sont issues des livres Rseaux , 4ime dition, Andrew Tanenbaum, Pearson Education, ISBN 2-

7440-7001-7

Rseaux et Tlcoms , Claude Servin, Dunod, ISBN 2-10-007986-7

Internet


Sommaire

Le protocole UDP Dfinition de UDP

Les applications utilisant UDP

Le datagramme UDP

Le protocole TCP Dfinition de TCP

Le segment TCP

Le contrle derreur dans UDP te TCP

Concept de port

Connexion TCP : tablissement, fermeture

Contrle de flux et gestion de fentre Master informatique fondamentale PCSD 3

Le protocole UDP UDP (RFC 768) - User Datagram Protocol

protocole de transport le plus simple

service de type best-effort (comme IP)

les segments UDP peuvent tre perdus

les segments UDP peuvent arriver dans le dsordre

mode non connect : chaque segment UDP est trait indpendamment des autres

Pourquoi un service non fiable sans connexion ?

simple donc rapide (pas de dlai de connexion, pas d'tat entre metteur/rcepteur)

petit en-tte donc conomie de bande passante

sans contrle de congestion donc UDP peut mettre aussi rapidement qu'il le souhaite


Les utilisations d'UDP Performance sans garantie de dlivrance

Souvent utilis pour les applications multimdias

tolrantes aux pertes

sensibles au dbit

Autres utilisations d'UDP

applications qui envoient peu de donnes et qui ne ncessitent pas un service fiable

exemples : DNS, SNMP, BOOTP/DHCP

Transfert fiable sur UDP

ajouter des mcanismes de compensation de pertes (reprise sur erreur) au niveau applicatif

mcanismes adapts l'applicationMaster informatique fondamentale PCSD 5

Le datagramme UDP


Le protocole TCP Transport Control Protocol (RFC 793, 1122, 1323, 2018,

2581)

Transport fiable en mode connect

point point, bidirectionnel : entre deux adresses de transport (@IP src, port src) --> (@IP dest, port dest)

transporte un flot d'octets (ou flux)

l'application lit/crit des octets dans un tampon

assure la dlivrance des donnes en squence

contrle la validit des donnes reues

organise les reprises sur erreur ou sur temporisation

ralise le contrle de flux et le contrle de congestion ( l'aide d'une fentre d'mission)


Le segment TCP (1)


Le segment TCP (2) Numro de squence NS (mission)

comptabilise les octets depuis le dbut de la connexion

ISN : numro de squence initial, valeur alatoire acquitte lors de l'tablissement de la connexion

le numro de squence du premier octet transmis est ISN+1 puis NS=ISN+nb_octets_transmis+1

Numro de squence NR (rception)

le rcepteur renvoie le numro du prochain octet attendu soit NS_reu+taille_donnes_reues


Le segment TCP (3) Les 6 indicateurs

URG : valide le champ Ptr donnes urgentes

ACK : valide le champ NR

PSH : PUSH indique au rcepteur de dlivrer immdiatement les donnes en attente sur le rcepteur

TCP peut attendre d'avoir suffisamment de donnes avant de constituer un fragment (efficacit du protocole)

exemple : retour chariot (CR) dans un terminal virtuel

RST : demande au destinataire de rinitialiser la connexion ou rejet d'une demande de connexion

SYN : demande de connexion (change des ISN)

FIN : demande de dconnexion (le destinataire n'est pas oblig de s'excuter : fermeture ngocie)


Le bit PUSH Pour optimiser la transmission, par dfaut TCP

attend que le tampon d'mission soit plein pour constituer un segment (groupage de messages)

Le bit PUSH sert demander la transmission et rception immdiate


Le contrle d'erreur dans UDP et TCP Deux objectifs

vrifier que les donnes transmises n'ont pas t altres

garantir que les donnes sont transmises au bon destinataire --> rajout d'un pseudo en-tte IP pour le calcul du checksum (qui est non transmis)


Exemple de calcul de checksum Calcul du checksum par additions des mots de 16 bits

complmentes 1

Exemple : checksum sur 3 mots de 16 bits

0110011001100110

0101010101010101

0000111100001111

Somme des deux premiers mots

1011101110111011

Addition du troisime mot

1100101011001010

Complment 1

0011010100110101 (= le champ checksum)

13

Une connexion TCP Une connexion =

(@IP_src,port_src,@IP_dest,port_dest)


Concept de ports. . . Lorsqu'une application cliente veut communiquer avec une

application serveur il faut qu'elle identifie cette dernieresur lhte serveur : c'est le concept de port

numro compris entre 1 et 65535

port < 1024 = port systme (il faut tre root pour lancer des applications serveurs qui utilisent ces ports)

une application peut utiliser plusieurs ports (par exemple ftp)

Sous UNIX

/etc/services


Quelques ports. . .


Port source. . .


En rponse a sa requte, le serveur doit rpondre sur l'un des ports du clientCe port est dit dynamique ou phmre

Etablissement d'une connexion TCP Connexion en trois phases

1. demande d'ouverture par le client (SYN), choix ISNc

2. acceptation par le serveur (SYN+ACK), allocation des tampons, choix ISNs

3. le client acquitte l'acceptation (ACK) et envoi de donnes (un nombre doctets)


Fermeture d'une connexion TCP Fermeture ngocie

1. demande de fin de connexion (FIN) par une des extrmits

2. acquittement du FIN (ACK) mais mise en attente de la demande (B a encore des donnes non transmises)

3. B envoie ses donnes en attente

4. A acquitte les donnes (ACK)

5. acceptation de la fin de connexion par B (FIN)

6. acquittement de la fin de connexion (ACK)


Contrle de flux. . .


Le rcepteur a la possibilit d'indiquer a lmetteur la taille maximale des donnes qu'il peut traiter (taille de la fentre)

Une fentre a 0 invite lmetteur a stopper lmission

Afin de maintenir la connexion, lmetteur peut envoyer 1 octet rgulirement

Le rcepteur ignore cette donne mais rpond en indiquant de nouveau la taille de la fentre

Contrle de flux et gestion de la fentre de rception


Contrle de flux TCP : l'metteur ne doit pas en

envoyer de donnes si le tampon de rception n'a pas l'espace libre correspondant

Quand l'metteur est bloqu, il peut : envoyer des donnes

urgentes (interruption de l'application rceptrice)

envoyer des segments de 1 octet pour obliger le rcepteur envoyer SEQaet WIN et maintenir l'tat actif de la connexion


CH4

Partie 2

Les protocoles de couche application

Protocoles et applications


Niveau applicatif HTTP - HyperText Transport Protocol

protocole du web change de requte/rponse entre un client et

un serveur web

FTP - File Transfer Protocol protocole de manipulation de fichiers distants transfert, suppression, cration,

TELNET - TELetypewriter Network Protocol systme de terminal virtuel permet l'ouverture d'une session distante

Protocoles et applications


Niveau applicatif SMTP - Simple Mail Transfer Protocol

service d'envoi de courrier lectronique rception (POP, IMAP, IMAPS, )

DNS - Domain Name System assure la correspondance entre un nom symbolique et

une adresse Internet (adresse IP) bases de donnes rparties sur le globe

SNMP - Simple Network Management Protocol protocole d'administration de rseau (interrogation,

configuration des quipements, )

Les sockets - interface de programmation permettant l'change de donnes (via TCP ou UDP)

Internet apps: their protocols and transport protocols


What Transport Service does an App need?


Transport service requirements of common apps


Documents

CH4_TCP_UDP