TCP – zuverlässiger Ende-zu-Ende-Datenstrom

Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit Ausblick

TCP: Zuverlässiger Ende-zu-Ende-DatenstromVorlesung Rechnernetze

Christoph Lange

Universität Bremen, Deutschland

2012-02-29

Christoph Lange TCP: Zuverlässiger Ende-zu-Ende-Datenstrom – Vorlesung Rechnernetze 2012-02-29 1

http://www.uni-bremen.de



TCP im TCP/IP-Referenzmodell




Daten-Einkapselung




Warum IP nicht reicht

Größenbeschränkung für Paketetheoretisch 216 = 64 Kbitpraktisch durch MTU (maximum transmission unit) beschränktbei Ethernet: 1500 bit

Nachrichten, die größer sind, werden fragmentiert:Aufteilung in mehrere PaketeEmpfänger muss diese zusammensetzen

Fragen

Wie kommen alle Pakete beim Empfänger an?

Was passiert, wenn eins verloren geht?




Bezeichnung der Daten je Schicht




Die Transportschicht, TCP

TCP = Transmission Control Protocol (RFCs 793, 1122, 1323)

zuverlässiger Ende-zu-Ende-Datenstrom




Eigenschaften von TCP

zuverlässig: Sender wiederholt Übertragung nach gewisserZeit (timeout), solange keine Empfangsbestätigung kommt;jedes Segment enthält eine Prüfsumme

verbindungsorientiert: Verbindungsaufbau überDrei-Wege-Handshake

Datenstrom:TCP-Sender nimmt Datenstrom von Anwendung, teilt ihn inSegmente auf, verschickt jedes als IP-DatagrammTCP-Empfänger setzt fragmentierte IP-Datagramme in derrichtigen Reihenfolge zusammen (Sequenznummer!)




Kommunikation über Ports I

Auf einem Rechner (d.h. unter einer IP-Adresse) laufen i.d.R.mehrere TCP-basierte Dienste der Anwendungsschicht, . . .

. . . unterschieden durch die Portnummer (Anschlussnummer)Socket = (IP-Adresse, Port)fest vergeben („well known“, von der IANA vergeben): 0–1023z.B. 25 = SMTP, 53 = DNS, 80 = HTTP, 443 = HTTPSregistriert (bei der IANA): 1023–49151

dynamisch: 49152–65535für vorübergehende, kurzfristige Nutzung, z.B. auf derClient-Seite bei Verbindung zu einem „festen“ Port auf demServer




Kommunikation über Ports II

Abbildung: Host A stellt Verbindung zu HTTP-Server auf Host B her(UML-Sequenzdiagramm)




TCP-Header

Sequenznr., Bestätigungsnr., Flags: siehe untenOffset: Beginn der Nutzdaten (variable Headerlänge!)Fenstergröße, Optionen: nächste VorlesungPrüfsumme über TCP-Header und IP-Quell- und ZieladresseDringend-Zeiger (Urgent Pointer) auf sofort (ohneZwischenspeicherung) zu verarbeitende Daten




Zuverlässiger Verbindungsaufbau

Abbildung: TCP-Verbindungsaufbau per Drei-Wege-Handshake



















Zuverlässige Datenübertragung

Übertragung geht in beide Richtungen!





Übertragung geht in beide Richtungen!





Übertragung geht in beide Richtungen!Christoph Lange TCP: Zuverlässiger Ende-zu-Ende-Datenstrom – Vorlesung Rechnernetze 2012-02-29 12



Zuverlässiger Verbindungsabbau













Bei bidirektionaler Kommunikation dasselbe für jede Richtung




Zusammenfassung

TCP (Transmission Control Protocol)

verbindungsorientierter, zuverlässigerEnde-zu-Ende-Datenstrom




Weitere Herausforderungen für TCP

NDR Extra3: „Angenommen, dasInternet ist voll, wo sollen dieDaten dann zwischengelagertwerden?“

Bernd Neumann (Staatsminister für Kultur undMedien): „Sie fragenmich jetzt aber auch ganz schwierige Fragen. Wie das jetzt imEinzelnen von Unternehmen zu regeln ist, weiß ich nicht. Ich binsicher, dass Google, als eine der größten Firmen, ein Konzept hat,wie mit den Daten umzugehen ist. Ich weiß nicht, wann das Internetvoll ist, ich kann das auch so gar nicht beantworten; im Augenblickstellt sich die Frage nicht.“




Nächstes Mal: TCP-Übertragungssteuerung

Was macht der Sender, wenn viele Pakete verloren gehen?

Wie lange soll der Sender auf eine Empfangsbestätigungwarten?Kann der Sender mehrere Pakete auf einmal schicken?Wie teilt der Empfänger mit, dass er keine Segmente mehraufnehmen kann?



Technology

TCP – zuverlässiger Ende-zu-Ende-Datenstrom