31 Интернет модель TCP UDP сервиса (Лекции 2014 года)

Интернет: модель TCP/UDPсервисовКомпьютерные сетипроф. Смелянский Р.Л.Лаборатория Вычислительных комплексовф-т ВМК МГУTransmission Control Protocol (TCP)ApplicationTransportApplication byte streamDataHdrNetworkIP DataLinkLink DataКомпьютерные сетипроф.Смелянский Р.Л.TCP SegmentIP HdrIP DatagramLinkHdrLinkFrame23.02.20142Взаимодействие TCP уровнейASourceEnd-HostDestinationEnd-HostAApplicationApplicationTCPBTCPNetworkNetworkNetworkNetworkLinkLinkLinkLinkКомпьютерные сетипроф.Смелянский Р.Л.B23.02.20144Проблемы• Надежность взаимодействия достигается благодаряналичию согласованных состояний на концахсоединения• Проблема: как установить соединение (установитьсогласованные состояния)• Проблема: как разорвать соединение (установитьсогласованные состояния, освободить порты,очереди и т.д.)Компьютерные сетипроф.Смелянский Р.Л.23.02.20145Установка соединения: 3-х кратноерукопожатиеABSynSyn + AckAckКомпьютерные сетипроф.

Смелянский Р.Л.23.02.201473-х кратное рукопожатиеинициатор• Инициатор шлет 1-й пакетвызываемыйo SYN + sequence number• Вызываемый отвечаетo SYN + sequence numbero ACK для SYN инициатора• Инициатор отвечаетo АСК на SYN вызываемого• Также поддерживаетсяодновременное открытиеo Два SYN передаются другдругуo Каждая сторона шлет АСКдругой сторонеКомпьютерные сетипроф.Смелянский Р.Л.23.02.20148TCP “поток байтов»AвремяBКомпьютерные сетипроф.

Смелянский Р.Л.23.02.20149…эмулируемый ТСР сегментамиADataH TCP SegmentBКомпьютерные сетипроф. Смелянский Р.Л.23.02.201410Разрыв соединенияABFin(Data +) AckFinAckКомпьютерные сетипроф. Смелянский Р.Л.23.02.201411Безопасное закрытие сокета• Проблемы с закрытым сокетомo Что будет если последний АСК будет потерян?o Что будет если та же пара портов будет сразу повторно использованадля нового соединения?• Решение: инициатор разрыва устанавливает Time Waito Инициатор разрыва шлет FINo Не закрывает сокет в течении 2 MSL (Maximum Segment Lifetime)• Проблемы на стороне сервера:o Работа OS замедляется, т.к.

очень много сокетов в состоянии Time Waito Уязвимость: в состоянии Time Wait можно послать RST ипереустановить параметры сокетаКомпьютерные сетипроф.Смелянский Р.Л.23.02.201412Модель ТСР сервисаСвойствоПоток байтПоведениеСервис доставки байтНадежная доставка 1.

Ack подтверждает доставку2. Контрольная сумма выявляет ошибкипередачи (охватывает весь сегмент)3. Последовательные номера позволяютобнаружить пропущенные данные4. Управление потоком предотвращаетполучателя от «захлебывания»Сохранение Данные доставляют приложению в том жепоследовательности порядке, в каком они передавалисьС установкой соединенияПроцедура 3-х кратного рукопожатияУправление перегрузкой Управление перегрузками в сетиКомпьютерные сетипроф.Смелянский Р.Л.23.02.201414Поток байтвремяA.

. . . . . . . . . . . . . . . 8 7 6 5 4 3 2 1 0байтыB. . . . . . . . . . . . . . . . 8 7 6 5 4 3 2 1 0Поток байт эмулируется последовательностью ТСР сегментовКомпьютерные сетипроф.Смелянский Р.Л.23.02.201415Формат ТСР сегментаIP DataTCP DataTCP HdrBit 0IP HdrBit 31Source portDestination portSequence # (of first byte)ChecksumFINSYNRSTPSHURGACKHLENAcknowledgment Sequence #FlagsRSVDWindow SizeUrgent Pointer(TCP Options)TCP DataКомпьютерные сетипроф. Смелянский Р.Л.23.02.201417ТСР заголовокКомпьютерные сетипроф.Смелянский Р.Л.23.02.201418Уникальное ID для ТСР соединенияIP DataIPv4Hdr104-битSource PortDestination PortTCP Data1. Хост А увеличивает номер source port2.

для каждого нового соединенияуникальный IDIP (воDA всем Internet)IP SAProtocol ID = “TCP”2. TCP выбирает ISN чтобы избежатьпересечения с предыдущимсоединением с тем же IDABSyn +ISNASyn + Ack +ISNBAckКомпьютерные сетипроф. Смелянский Р.Л.Connection Setup3-way handshake23.02.201419Последовательные номераISN (initial sequence number) начальный номер последовательностиAПоследовательноечисло = 1-й байтDataHTCP SegmentACKHTCP SegmentAckпоследовательныйномер =следующийожидаемый байтBКомпьютерные сетипроф. Смелянский Р.Л.23.02.201420TCP: распределение по портамAWebclientTCPDataФиксированный номерТСР порта = 80Фиксированный номерТСР порта = 23WebServerMailServerMailclientBDest port = 80Src port = 123456IPIP DA = BIP SA = AProto =TCPКомпьютерные сетипроф. Смелянский Р.Л.DataDest port = 80Src port =123456IP DA = BIP SA = AProto =TCP23.02.201421TCP – что еще осталосьУ нас остались не рассмотреннымиo Как управлять передачей пакетов и сегментов?o Как должно быть организована повторная передача потерянныхсегментов?o Послали сегмент, как долго ждать подтверждения получения?o Что делать если в сети начались «пробки»?Компьютерные сетипроф.

Смелянский Р.Л.23.02.201422Формат UDP дейтаграммыIP DataUDP DataUDP HdrBit 0IP HdrBit 31Source portChecksumDestination portLengthUDP DataFields used for UDP checksum (if non-zero)IPv4: IP DA, IP SA, Protocol ID for UDP (17), UDP data+hdr lengthUDP: source port, destination port, lengthUDP: dataКомпьютерные сетипроф. Смелянский Р.Л.23.02.201423UDP: распределение по портамABUDP port number = 177Process2Process1UDPDataProcess1Process2Dest port = 177Src port = 123456IPDataКомпьютерные сетипроф. Смелянский Р.Л.Dest port = 177Src port =12345623.02.201424Модель UDP сервисаСвойствоПоведениеСервис безсоединенияСоединение не устанавливаютПакеты могут приходить в произвольномпорядкеДейтаграммысамодостаточныНенадежная доставка 1.

Отсутствуют подтверждения (Аск)2. Контрольная сумма охватывает толькозаголовок3. Отсутствуют средства выявленияпропущенных данных или данных,нарушающих порядок отправки.4. Нет управления потокомКомпьютерные сетипроф.Смелянский Р.Л.23.02.201425Заключение• ТСР предоставляет сервис, сохраняющий порядокбайтов потока, обеспечивающий надежнуюдоставку• UDP обеспечивает простую доставку дейтаграмммежду приложениями.Компьютерные сетипроф.Смелянский Р.Л.23.02.201426.