Exploration Network Chapter4

© 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 1

Capa de Transporte del modelo OSI

Aspectos básicos de networking: Capítulo 4

2© 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public

Introducción Las aplicaciones web, correo, mensajeria

instantanea son viables y seguras y para ello necesitan de aplicaciones cliente web, correo, mensajeria instantanea, las cuales corren en las PCs.

Estos datos se enpaquetan y transportan al DAEMON del servidor respectivo

La capa de transporte se encarga de llevar la información de extremo a extremo.

Permite multiples aplicaciones casi simultaneamente en un solo dispositivo.

Si se necesita, datos confiables y en orden

Además de manejo de error.


Objetivos Explicar la función de los protocolos y los servicios

de la capa de transporte en el soporte de las comunicaciones a través de las redes de datos.

Analizar la aplicación y el funcionamiento de los mecanismos del protocolo TCP que soportan la confiabilidad.

Analizar la aplicación y el funcionamiento de los mecanismos del protocolo TCP que soportan el reensamblaje y administran la pérdida de datos.

Analizar el funcionamiento del protocolo de datagrama de usuario (UDP) en relación con el soporte de la comunicación entre dos procesos en dispositivos finales.


Los servicios y la función de la capa de Transporte del modelo OSI

• Permitir múltiples aplicaciones. • Entrega confiable y en orden.• Emplea mecanismos de manejo de error.


La capa de transporte es una conexión lógica entre los extremos de una red, y proporciona servicios de transporte de un host a otro. Este servicio es denominado a veces como “end-to-end service”.

Propósito de la capa de Transporte


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Seguimiento de la comunicación entre aplicaciones de origen y destino.

Provee la segmentación de los datos y el control de reensamblaje de los segmentos.

Identificación de las diferentes aplicaciones.



Separación de comunicaciones múltiples




Control de las conversaciones





Las tres operaciones básicas de confiabilidad son:•Seguimiento de datos transmitidos,•Acuse de recibo de los datos recibidos, y•Retransmisión de cualquier dato sin acuse de recibo.

Estos procesos de confiabilidad generan un uso adicional de los recursos de la red debido al reconocimiento, rastreo y retransmisión. Para admitir estas operaciones de confiabilidad se intercambian más datos de control entre los hosts emisores y receptores.

En la capa de Transporte, existen protocolos que especifican métodos para entrega confiable, garantizada o de máximo esfuerzo.


Soporte de comunicación confiable


Cabecera del protocolo UDP

Entre las aplicaciones que utilizan UDP se incluyen:

sistema de nombres de dominios (DNS),

streaming de vídeo, y

Voz sobre IP (VoIP).


Cabecera del protocolo TCP

Las aplicaciones que utilizan TCP son:

exploradores Web,

e-mail, y

transferencia de archivos


Los números de puertos en los protocolos TCP y UDP

los procesos en el servidor poseen números de puertos estáticos asignados a ellos, los clientes eligen un número de puerto de forma dinámica para cada conversación.La combinación del número de puerto de la capa de Transporte y de la dirección IP de la capa de Red del Host identifica de manera exclusiva un proceso en particular Esta combinación se denomina socket.

192.168.1.20:80




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Numero de puerto

La Autoridad de números asignados de Internet (IANA) asigna números de puerto

Puertos bien conocidos (Números del 0 al 1 023):

Para las aplicaciones del servidor,

Puertos Registrados (Números 1024 al 49151 asignados a procesos o aplicaciones del usuario. aplicaciones individuales que el usuario elige instalar en lugar de aplicaciones comunesPuertos dinámicos o privados (Números del 49 152 al 65 535) suelen asignarse de manera dinámica a aplicaciones de cliente cuando se inicia una conexión


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The Internet Assigned Numbers Authority (IANA) assigns port numbers.

http://www.iana.org/assignments/port-numbers


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Puertos bien conocidos (números de 0 a 1023) Reservado para los servicios comunes y aplicaciones como: HTTP, POP3/SMTP, y Telnet en el servidor. Las aplicaciones en el cliente solicitan una conexión a esos puertos identificando el servicio asociado.



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Puertos Registrado (números 1024 a 49151) Asignado a los procesos de usuario o las aplicaciones. Cuando no se utiliza para un recurso de servidor, estos puertos también pueden ser utilizados por un cliente como su puerto de origen y son dinámicamente seleccionados



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Numero de puerto

Puertos dinámicos o privados (los números desde 49152 a 65535) Por lo general, se asignan dinámicamente a las aplicaciones del cliente al iniciar una conexión.


C:>/netstat



C:>/netstat


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C:\Users\rigrazia>netstat -n

Active Connections

Proto Local Address Foreign Address State

TCP 192.168.1.101:49888 198.133.219.25:80 TIME_WAIT

TCP 192.168.1.101:49890 198.133.219.25:80 TIME_WAIT

C:\Users\rigrazia>

TCP or UDP

Source Port

Destination IP

Destination Port Connection State

Source IP

4989049888


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Note: When downloading a web document and its objects it is common that there will be several TCP sessions created.

netstat –n www.cisco.comwww.google.com

TCP or UDP Source Port

Destination IPDestination Port

Connection StateSource IP


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Características de TCP y UDP

TCP provee:

– Entrega confiable

– Chequeo de errores

– Control de flujo

– Control de congestión

– Entrega ordenada

– Establece un conexión

– Aplicaciones:

• HTTP

• FTP

• Telnet

• MSN messenger

UDP provee: Entrega no confiable Sin chequeo de errores Sin control de flujo Sin control de congestión Entrega en desorden No establece una conexión Aplicaciones

DNS (usualmente) RTP (Real-Time Protocol) VoIP


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TCPTCP

TCP

TCP

TCP

TCP

HTTPHTTP

FTP

UDP

UDP

Web Server

ISP’s DNS and FTP Server

• Un solo cliente puede tener varias conexiones de transporte con múltiples servidores.• Observe que TCP es un servicio orientado a la conexión (flecha ida y vuelta), mientras que UDP es un servicio sin conexión (flecha en un solo sentido).


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UDP

TCP

TCP/UDP TCP/UDP


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Application Header + data

TCP HeaderUDP Header

or


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DataHTTP Header

TCP Header

IP Header

Data Link Header

Data Link Trailer

IP PacketData Link Header

Data Link Trailer


Data Link Trailer


Data Link Trailer


Data Link Trailer


Data Link Trailer


Data Link Trailer

DataHTTP Header

TCP Header

IP Header

Data Link Header

Data Link Trailer

Encapsulación/desencapsulación


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TCP

TCP


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HTTP is Port 80


201.42.2.67:80

Tanto UDP como TCP usa números de puerto, para pasar la información a las capas superiores. Usan sockets.


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Client sends TCP segment with:

–Destination Port: 23 (Well known port number)

–Source Port: 1028 (Dynamic Port assigned by client)

Client TCP Header0 15 16 31

16-bit Source Port Number

16-bit Destination Port Number

32-bit Sequence Number

32 bit Acknowledgement Number

4-bit Header Length

6-bit (Reserved)

URG

ACK

PSH

RST

SYN

FIN

16-bit Window Size

16-bit TCP Checksum

16-bit Urgent Pointer

Options (if any)

Data (if any)

231028

Data for Telnet

Client Server


Server responds with TCP segment with:

–Destination Port: 1028 (Dynamic Port assigned by client)

–Source Port: 23 (Well known port number)

Server TCP Header0 15 16 31





4-bit Header Length

6-bit (Reserved)

URG

ACK

PSH

RST

SYN

FIN

16-bit Window Size

16-bit TCP Checksum


Options (if any)

Data (if any)

102823

Data for Telnet

Client Server


PT: Actividad

4.1.6: Números de

puertos UDP y TCP

Dividir los datos de aplicación en secciones garantiza que los datos se transmitan dentro de los límites del medio y que los datos de distintas aplicaciones puedan ser multiplexados en el medio.

Segmentación y reensamblaje


Connection-oriented Transport: TCP


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TCP

TCP provides reliable delivery on top of unreliable IP

TCP provides:

–Reliable delivery

–Error checking

–Flow control

–Congestion control

–Ordered delivery

–Connection establishment

0 15 16 31





4-bit Header Length

6-bit (Reserved)

URG

ACK

PSH

RST

SYN

FIN

16-bit Window Size

16-bit TCP Checksum


Options (if any)

Data (if any)


TCP: Cómo generar conversaciones confiables


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Puerto de origen: identifica la aplicación localPuerto de destino: identifica la aplicación del sitio remotoNúmero de secuencia: especifica el último octeto en un segmentoNúmero de acuse de recibo: Especifica el próximo octeto esperado por el receptor Longitud del encabezadoBits de código: señalizadores.Tamaño de la ventana cantidad de octetos enviados antes del acuse de reciboChecksum: verifica errores en el encabezado y datosUrgente con el señalizador URGDatos información a transmitir

EncabezadoTCP


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Procesos del servidor TCP

Cuando una aplicación de servidor activa se asigna a un puerto específico, este puerto se considera "abierto" para el servidor.

Pueden existir varios puertos simultáneos abiertos en un servidor, uno para cada aplicación de servidor activa.


Función de los números de puerto en el momento de establecer sesiones TCP y dirigir segmentos al proceso de servidor


Pasos del intercambio de señales para el establecimiento de sesiones TCP


PT: Actividad

4.2.5: Establecimiento

de sesiones

Pasos del intercambio de señales para el establecimiento de sesiones TCP


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Step 1: Client sends ISN, SEQ=8563 (last four digits)


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Step 2: Server responds with ACK=8564, own ISN, SEQ=1678


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Step 3: Client sends ACK=1679


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Client now sends HTTP Request (GET) to Web Server




Reensamblaje de segmentosTCPUso de los números de secuencia TCP para reconstruir el stream de datos con segmentos ubicados en el orden correcto


Acuse de recibo de TCP con uso de ventanas Rastree los pasos utilizados por el protocolo TCP en los

que se usan los números de secuencia y los números de confirmación para administrar los intercambios de una conversación


Manejo de la pérdida de segmentos Cuando TCP en el host de origen no recibe un acuse

de recibo pasado un tiempo predeterminado, volverá al último número de acuse de recibo que recibió y retransmitirá los datos a partir de éste.


Control de flujo Cuando el origen advierte que se recibió la cantidad de

datos especificados en los segmentos, puede continuar enviando más datos para esta sesión.


Reducción del tamaño de ventana Utilizar tamaños dinámicos de ventana. Esto disminuye

de manera efectiva la tasa de transmisión, El host receptor TCP envía el valor del tamaño de la ventana al TCP emisor para indicar el número de bytes que está preparado para recibir


UDP es un protocolo simple no es orientado a la conexión y no confiable.No posee control de flujo, secuenciación ni retransmisión.La baja sobrecarga de UDP lo hace posible para aplicaciones como:

Sistema de Nombres de Dominio (DNS),Protocolo Simple de Administración de red (SNMP),Protocolo de Configuración Dinámica de Host (DHCP),Protocolo de Información de Enrutamiento (RIP),VoIP, Juegos en línea, etc.

Características del Protocolo UDP


El protocolo UDP no reensambla las unidades de datos del protocolo (UDP) en el dispositivo de destino



Los servidores utilizan los números de puerto para identificar un proceso de capa de aplicación específico y dirigir los segmentos a la aplicación o al servicio adecuado



Práctica de laboratorio 4.5.1: Observación de TCP y UDP utilizando Netstat

Práctica de laboratorio 4.5.3: Examen de protocolos de la capa de transporte y aplicación utilizando Wireshark


Resumen


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