Încapsulare și decapsulare. Antete. - catalina.mancasace.catalinamancas.ro/ACE/Incapsulare. Decapsulare... · 2020. 4. 28. · Modelul ISO-OSI Bit Cadru Pachet Segment Data Data

Rețele de Calculatoare

CR. Anul 3. Semestrul 2.

Încapsulare și decapsulare. Antete.

Segment. Pachet. Cadru.

Antetul TCP. Antetul UDP. Antetul IP. Antetul MAC.

Modelul ISO-OSI vs. Modelul TCP/IP

2

Modelul ISO-OSI

3

Datagramă

Încapsulare. Decapsulare.

4

Încapsulare

5

ÎncapsulareProcesul de transformare pe care îl

suferă datele în drumul de la

emițător și până în punctul în care

sunt gata să fie trimise prin cablu

spre destinatar. Încapsularea implică

atașarea de antete și de sufixuri.

DecapsulareProcesul invers încapsulării, de

dezlipire a antetelor/sufixurilor

atașate în timpul încapsulării cu

scopul de a reda datele la

destinatar așa cum au fost inițiate

la nivelul emițătorului.

Modelul ISO-OSI

Bit

Cadru

Pachet

Segment

Data

Data

Data

Fizic

Legătură de date

Rețea

Transport

Sesiune

Prezentare

AplicațieH

ost

Med

iuFormat Nivel

TCP

IP

DHCP

HTTP

FTP

SNMP

ARP

ICMP

EthernetMAC

DNS

SMTP

POP3

IMAP

UDP

Protocoale

6

Nivelul Transport

7

Antet TCP + Date = Segment

Nivelul Rețea

8

Antet IP + Antet TCP + Date = Pachet

Nivelul Data Link

9

Antet MAC +

Antet IP + Antet TCP + Date +

Sufix FCS =

Cadru

FCS = Frame Check Sum (Sumă de verificare)

Nivelul Transport

10

Antet TCP + Date = Segment

Protocolul TCP – Transmission Control Protocol

▪ Asigură transferul sigur de date de la o sursă catre o destinație, astfel încât datele să ajungă corect la

destinație, fără erori.

▪ Elimină eventuale erori, bazându-se pe transmiterea de confirmări; acest mecanism este cunoscut sub

denumirea de Hand-Shaking.

▪ TCP definește modul în care se crează canalul de comunicație în rețea, astfel TCP este un protocol de nivel

Transport în modelul ISO-OSI.

▪ TCP definește modul în care datele sunt asamblate în pachete înainte de transmiterea în rețea, precum și

modul în care acestea sunt “despachetate” la destinație.

▪ Împreună cu protocolul IP formează suita TCP/IP.

▪ Tutorial TCP: http://cs.ucv.ro/staff/dmancas/nm-en/tutorials/NetworkingBasics/Cap4/4.1/index.html11

http://cs.ucv.ro/staff/dmancas/nm-en/tutorials/NetworkingBasics/Cap4/4.1/index.html

Fizic

Legătură de date

Rețea

Transport

Sesiune

Prezentare

AplicațieH

ost

Med

iuNivel Protocoale


12


▪ TCP definește modul în care se crează canalul de comunicație în rețea, astfel TCP este un protocol de nivel

Transport în modelul ISO-OSI.

▪ Elimină eventuale erori, bazându-se pe transmiterea de confirmări; acest mecanism este cunoscut sub

denumirea de Hand-Shaking.

▪ Tutorial TCP: http://cs.ucv.ro/staff/dmancas/nm-en/tutorials/NetworkingBasics/Cap4/4.1/index.html

13

http://cs.ucv.ro/staff/dmancas/nm-en/tutorials/NetworkingBasics/Cap4/4.1/index.html


14

▪ 3-way Hand Shaking – stabilirea sesiunii TCP

▪ Numerotarea secvențelor – transmiterea pachetelor

▪ Principiul “ TCP Windowing” – transmiterea pachetelor


15

▪ 3-way Hand Shaking

1. O secvență SYN (de sincronizare)

este trimisă

SYN1

SYN1


16

SYN1

SYN1

ACK - SYN

2

ACK - SYN

2



este trimisă

2. O confirmare ACK - SYN este

trimisă înapoi


17

SYN1

SYN1

ACK - SYN

2

ACK - SYN

2

ACK

3

ACK

3



este trimisă

2. O confirmare ACK - SYN este

trimisă înapoi

3. O confirmare ACK la confirmarea

ACK – SYN este trimisă


18

SYN1

SYN1

ACK - SYN

2

ACK - SYN

2

ACK

3

ACK

3


Odată realizată sincronizarea (conexiunea)

între cele două dispozitive, poate începe

transmisia datelor.

Astfel s-a stabilit o sesiune TCP.


19

SEQ100 / ACK300

SEQ300 / ACK101

▪ Numerotarea secvențelor

Transmiterea datelor (pachetelor) presupune

numerotarea acestora.

Numerotarea are rolul de a asigura o ordine

a pachetelor și de a verifica dacă vreun

pachet a fost pierdut.

Numerotarea unui pachet implică atât

numărul secvenței trimise (pachetului trimis)

cât și o confirmare (ACK) ce conține numărul

secvenței pe care unul dintre dispozitive

așteaptă să o primească.

SEQ101 / ACK301

SEQ301 / ACK102

...

...


20

▪ Principiul “TCP Windowing”

Sau principiul “Sliding Window”

Urmărește transmiterea cât mai rapidă și a

cât mai multor pachete, păstrând principiul

numerotării secvențiale, cu scopul de a

obține cea mai bună performanță.

TCP mărește și scade automate dimensiunea

ferestrei de pachete trimise la un moment

dat.

...

S1

A2

S2S3

A4

S4S5S6

A6

S6S7

A8

▪ TCP permite controlul livrării pachetelor IT în două moduri. În primul rând, TCP numerotează fiecare

pachet, astfel încât la destinație pachetele să fie redate în ordinea corectă. În al doilea rând, TCP include

mecanisme pentru a se asigura că destinația primește fiecare pachet de date.

▪ După primirea unui pachet, dispozitivul destinatar trimite un mesaj înapoi expeditorului prin care

confirmă livrarea. Dacă expeditorul nu primește un răspuns din partea destinatarului, expeditorul

retransmite pachetul până când terminalul îl primește cu succes sau anulează comunicările, ca în cazul

unui interval de timp. TCP include, de asemenea, mecanisme de verificare a erorilor pentru a se asigura că

nu sunt corupte datele.

▪ Din păcate, toată această fiabilitate aduce un dezavantaj semnificativ ce constă în: un număr mai mare de

transmisii, cerere mai mare pentru lățimea de bandă a rețelei și procesare generală mai lentă.

▪ UDP tratează aceste probleme eliminând verificările TCP, concentrându-se în schimb doar pe transmiterea

datelor. Nu există numerotarea pachetelor, verificarea erorilor sau confirmarea livrării pachetelor. Dacă

pachetele se pierd în transmisie, ele rămân pierdute.

Protocolul UDP – User Datagram Protocol

21


▪ Protocolul TCP se folosește atunci când trebuie asigurat transferul corect de la sursă la destinație.

▪ Exemplu: transfer de fișiere.

▪ Asigurarea transferului corect se face pe baza unui algoritm, prin verificarea unei sume de control.

▪ Protocolul utilizat atunci când nu este absolut necesară asigurarea unui transfer corect este UDP.

▪ Exemplu: comunicație live.

▪ În cazul comunicației live nu se poate aștepta după confirmări.

▪ Pierderea unor biți rezultă în blocarea temporară a imaginii (în cazul streaming-ului video) sau a

sunetului (în cazul streaming-ului audio).

22


23

▪ Similar principiului poștei

▪ Fără confirmări de primire

▪ Best effort

▪ Nu există garanție că pachetul va ajunge la destinație

Fizic

Legătură de date

Rețea

Transport

Sesiune

Prezentare

AplicațieH

ost

Med

iuISO - OSI TCP/IP

Modelul ISO-OSI. Modelul TCP/IP. Protocoale.

Transport

Aplicație

Internet

Fizic

Protocoale

TCP

IP

24

Nivelul Transport

25

Antet UDP + Date = Segment

Antetul UDP

26

Port Sursă Port Destinație

Lungime Sumă de Verificare

▪ Port sursă/destinație: 16 biți

▪ Dacă adresa IP specifică dispozitivul de pe care/pe care

se trimite informația, portul sursă specifică pe

unde/unde din/pe acel dispozitiv sursă pleacă/ajunge

informația.

▪ Dacă dispozitivul sursă este, de exemplu un server care

trimite un răspuns, portul folosit poate varia între 0 și

1023 (așa cum este definit de IANA). Aceeași aplicație

va folosi întotdeauna același port. De exemplu, SMTP

(protocolul folosit pentru dirijarea e-mail-urilor între

server-ele e-mail) va folosi întotdeauna portul 25. Dacă

dispozitivul sursă este un client, care trimite o cerere,

atunci portul sursă va avea un număr efemer, alocat

aleatoriu și mai mare de 1023.

▪ Lungime: 16 biți

▪ Specifică lungimea totală a datagramei:

antet + date.

▪ Sumă de verificare: 16 biți

▪ Înainte ca un pachet să fie trimis pe baza unui

algoritm se calculează o sumă de verificare.

Această sumă trebuie să fie aceeași atât la

sursă, cât și la destinație, pentru a asigura

transmiterea corectă a datelor.

▪ Acest câmp poate lipsi în cazul UDP, însă este

întotdeaună prezent în cazul TCP.

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_TCP_and_UDP_port_numbers

Antetul TCP

27


Numărul Secvenței (SEQ)

Numărul Confirmării (ACK)

HLEN Rezervat

U

R

G

A

C

K

P

S

H

R

S

T

S

Y

N

F

I

N

Dimensiunea Ferestrei

Sumă de Verificare Urgent Pointer

Options + Padding

▪ Port Sursă/Destinație: 16 biți

▪ Numărul Secvenței: 32 biți

▪ Numărul Confirmării: 32 biți

▪ HLEN (Header Length): 4 biți – lungimea antetului TCP

Lungimea antetului poate să varieze între 20 bytes și 60 bytes.

Lungimea antetului este exprimată în câmpul HLEN prin numărul de grupări de

4 bytes din antet. În cazul unui antet de 20 bytes, câmpul HLEN va conține 5.

Antetul TCP

28




HLEN Rezervat

U

R

G

A

C

K

P

S

H

R

S

T

S

Y

N

F

I

N



Options + Padding

▪ Rezervat: 6 biți

▪ Flags: 1 bit fiecare – setat 1 sau 0

URG = 1 -> Câmpul Urgent Pointer trebuie verificat

ACK = 1 -> Câmpul Numărul Confirmării trebuie verificat

PSH = 1 -> Data trebuie livrată imediat ce a fost primită

RST = 1 -> Conexiunea este refuzată sau întreruptă forțat

SYN = 1 -> Atunci când se dorește să se stabilească un canal

de comunicație. SYN = 1 și Numărul Secvenței conține un

Initial Sequence Number (aleatoriu). Restul flag-urilor sunt 0

atunci când SYN este 1.

FIN = 1 -> Atunci când se încheie un canal de comunicație.

Antetul TCP

29




HLEN Rezervat

U

R

G

A

C

K

P

S

H

R

S

T

S

Y

N

F

I

N



Options + Padding

▪ Dimensiunea Ferestrei: 16 biți

Definește cantitatea de informație (exprimată în bytes) pe care Gazda A

o poate trimite înainte să primească o confirmare din partea Gazdei B.

▪ Suma de verificare: 16 biți

▪ Options & Padding: numărul de biți este variabil

Ex: Max segment size, Window scale factor, Timestamp & selective ack.

▪ Urgent Pointer: 16 biți

Nu semnalizează prioritate, ci “tratament special”

la destinație al anumitor bytes plasați într-un

segment Urgent Data. Segmentul Urgent Data este

plasat înaintea segmentului Normal Data, iar

câmpul Urgent Pointer semnalează sfârșitul

segmentului Urgent Data.

Nivelul Rețea

30

Antet IP + Antet TCP + Date = Pachet

Antetul IP

31

▪ VER (Versiune): 4 biți

▪ HLEN (Header Length): 4 biți

Lungimea antetului este exprimată în câmpul HLEN prin numărul de

grupări de 4 bytes din antet. În cazul în care nu există opțiuni, HLEN

este de 20 bytes, iar câmpul HLEN va conține 5.

▪ TOS (Type of Service): 8 biți

Conceput pentru a specifica tipul tratamentului

aplicat datagramei; noțiune de QoS (Quality of

Service)

▪ Lungime Totală: 16 biți

Lungimea totală a datagramei IP: antet + date

VER HLEN TOS Lungime Totală

Identificare Flags Offset de Fragmentare

TTL Protocol Sumă de Verificare

Adresă IP Sursă

Adresă IP Destinație

Options & Padding

Antetul IP

32




Adresă IP Sursă


Options & Padding

▪ Flags: 3 biți

Bitul 0: Rezervat

Bitul 1 =1 -> Datagrama nu poate fi fragmentată

Bitul 2 = 1 -> Datagrama este fragmentată și

urmează fragmente.

▪ Identificare: 16 biți

Utilizat în situația în care datagrama este fragmentată.

Fiecare fragment va conține un număr unic de identificare

astfel încât la destinație datagrama să poată fi corect

reasamblată.

Antetul IP

33




Adresă IP Sursă


Options & Padding

▪ Offset de Fragmentare: 13 biți

Utilizat în situația în care datagrama este fragmentată.

Exprimat în unități de 8 bytes.

Specifică poziția relativă a fiecărui fragment.

De exemplu:

O datagramă de 3200 bytes este împărțită în 3 fragmente:

Fragmentul 1: conține 1400 bytes. Offset-ul va fi 0.


175 = 1400 bytes / 8 bytes


225 = 175 + (400/8)

https://electronicspost.com/ip-datagram-fragmentation-with-example/


Antetul IP

34




Adresă IP Sursă


Options & Padding

▪ Protocol: 8 biți

Upper Layer Protocol

Ex.: TCP: 6; UDP: 17; ICMP: 1; etc.

▪ Sumă de verificare: 16 biți

▪ Adresă IP Sursă/Destinație: 32 biți

▪ Options & Padding: 32 biți

▪ TTL (Time to Live): 8 biți

Previne formarea de bucle în rutare.

Router-ul decrementează acest câmp cu 1 de fiecare dată când

primește pachetul. Atunci când valoarea TTL ajunge la 0, router-ul

trimite răspuns ICMP și aruncă pachetul.

Valoarea maximă: 255

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_IP_protocol_numbers


Nivelul Data Link

35

Antet MAC +

Antet IP + Antet TCP + Date +

Sufix FCS =

Cadru

FCS = Frame Check Sum (Sumă de verificare)

Antetul MAC

36

Adresă MAC Destinație Adresă MAC Sursă Ethertype Payload Sumă de verificare

Cadrul Ethernet

Antetul MAC

37

▪ Ethertype:

Specifică protocolul de nivel rețea:

IPv4: 0x0800

IPv6: 0x86DD

ARP: 0x0806

▪ Payload:

Header IP + Header TCP + Date

▪ Sufix:

Sumă de verificare

▪ Adrese MAC:

Destinație

Sursă

▪ Antet MAC

Link-uri

Cum funcționează TCP și UDP.

Despre antete. UDP. TCP. IP. MAC.

Modelul ISO-OSI.

Modelele ISO-OSI și TCP/IP.

Fragmentarea datagramelor (exemplu).

Valori ale câmpului Protocol din Antetul IP.

38

https://youtu.be/JWng94JLQkM

https://www.youtube.com/watch?v=tdJyhysqmXc&feature=youtu.be

https://www.youtube.com/watch?v=HEEnLZV2wGI&t=627s

https://www.youtube.com/watch?v=kCuyS7ihr_E&t=623s



Documents

Încapsulare și decapsulare. Antete. - catalina.mancasace.catalinamancas.ro/ACE/Incapsulare. Decapsulare... · 2020. 4. 28. · Modelul ISO-OSI Bit Cadru Pachet Segment Data Data