Camada de Transporte: Funções e Mecanismos

Funções da Camada de Transporte

1ª Função: Ampliar o sistema de entrega entre dois processos na camada de rede para dois processos da camada de aplicação que rodam nos sistemas finais.

2ª Função: Controlar a taxa de transmissão de entidades para evitar ou se recuperar de congestionamentos dentro da rede.

Os protocolos desta camada supervisionam os processos de fluxo de dados entre os processos finais. Os programas da camada de aplicação agem uns com os outros, sem ter a obrigação de conhecer as camadas mais baixas.

Mecanismo de Endereçamento

• Entrega e resposta
• Número da porta temporária
• Número de porta conhecida

Serviços sem conexão: Exemplo: carta (não se sabe se recebeu).

Serviços com conexão: Exemplo: Telefone (sabe que recebeu a mensagem).

Serviço Confiável: Utiliza ACK (Acknowledgement).

UDP: Datagrama de 8 Bytes (usado para voz).

TCP: 16 bytes (usado para dados).

Fragmentação: Processo onde a mensagem é dividida em vários segmentos menores.

O encapsulamento que ocorre na camada de transporte divide e encapsula um cabeçalho à mensagem.

O endereçamento é feito pela camada de rede. O cliente pode estar usando várias aplicações (HTTP, SMTP, TELNET).

O controle de fluxo na camada de transporte é feito entre os sistemas finais, assim como o controle de erro. A correção é feita com a retransmissão.

O congestionamento ocorre tanto na camada de enlace quanto na de rede ou transporte, porém seu efeito é sentido na camada de transporte por oferecer serviços à camada de aplicação. Para isso, é utilizado o QoS, que pode ser usado em outras camadas, mas o diferencial é na camada de rede.

• Enlace: Nó a Nó
• Rede: Host a Host
• Transporte: Processo a Processo

Paradigma Cliente-Servidor: Host local / processo local / host remoto / processo remoto.

Na camada de transporte, o esquema de endereçamento é denominado porta.

• Portas Conhecidas: Controladas pela IANA.
• Portas Registradas: Empresas comerciais podem registrá-las.
• Portas Dinâmicas: Podem ser utilizadas por qualquer processo. São portas temporárias.

A comunicação entre processos finais utiliza dois identificadores: Endereço IP e Porta, cujo nome é dado de Socket.

O cabeçalho IP contém endereço IP de origem e destino. O cabeçalho TCP ou UDP contém as portas de origem e destino.

A camada de transporte não entrega dados diretamente a um processo, mas a um socket intermediário. Pode haver mais de um Socket no destino. Isso é chamado de multiplexação e demultiplexação.

UDP (User Datagram Protocol)

Sem conexão, pacotes são enviados sem a necessidade de conexão ou confirmação. O UDP também oferece serviço de broadcast e multicast. O UDP não se “apresenta”, sendo assim é muito bem utilizado pelo DNS, SNMP e ECHO.

Soma de verificação UDP: É utilizada para determinar se bits dentro do segmento foram alterados.

TCP (Transmission Control Protocol)

Estabelece a conexão, os dados são enviados, é solicitada uma confirmação de recebimento e a conexão é finalizada. Também utiliza número de portas como endereços.

Princípio Fim a Fim: Quando colocadas em nível mais baixo, podem ser redundantes ou de pouco valor em comparação com o custo de fornecê-las em um nível mais alto.

O estabelecimento de conexão trabalha com pacotes ACK (aceite de conexão e envio), ocorre em 4 etapas, porém as etapas 2 e 3 podem ser simultâneas, então dizemos que ocorre em 3 vias.

Encerramento da conexão: Tanto o receptor quanto o transmissor podem encerrar a conexão. Quando um encerra, a outra pode continuar, logo ela é assíncrona, em 4 vias.

Buffers

Buffer de recepção: Duas entradas (vazias aguardando bytes originados da rede) e entradas aguardando verificação pelo processo receptor.

Buffer de transmissão: Três entradas (vazias possíveis de serem preenchidas, espera de ACKs e área de espera para os bytes a serem enviados).

Controle de velocidade entre os processos transmissores e receptores.

Full duplex: Buffer de recepção e transmissão em ambas as direções.

Buffer do tipo FIFO: (First In, First Out)

• LISTEN: Estado verdadeiro de uma conexão TCP. Ocorre quando um host está esperando um pedido para iniciar uma conexão.
• SYN-SENT: Indica que o host enviou um SYN para iniciar a conexão e está aguardando a resposta SYN-ACK adequada.
• SYN-RCVD: Indica que o host enviou a resposta SYN-ACK depois de ter recebido o SYN.
• ESTABLISHED: Indica que a conexão foi estabelecida. O host que iniciou a conexão entra nesse estado depois de receber o SYN-ACK e o host que responde, depois que recebe o ACK.

Controle de Congestionamento

• RTT (Round Trip Time): Tempo de viagem de ida e volta da conexão.
• RcWindow (Janela de Recepção): Indica o tamanho da janela de recepção.
• MSS (Maximum Segment Size): Tamanho Máximo do Segmento. Limita a quantidade de dados. Os valores são trocados no pacote SYN (requisição de conexão) que abre a conexão TCP.
• Taxa constante de bits (CBR)
• Taxa variável de bits (VBR)
• Rajada de dados