Transportprotokolle - Zusammenfassung PDF

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Transportprotokolle 1.Aufgabe der Transportschicht =Anwendung-zu-Anwendung Kommunikation -

Protokolle der Transportschicht sind Portnummern, die die Zielanwendung adressieren Protokollnummer Kommunikation zwischen Server und Client o Rechner, der auf eingehende Kontaktaufnahme wartet o Rechner, der von sich aus Kontakt aufnimmt o Dafür braucht der Client die Netzwerkschichtadresse und die Portnummer des Servers

2. Dienstmodelle -

Ein Dienstmodell fasst folgendes um: o Bytestromtransport o Datentransport o Reihenfolgeerhaltung o Datenraten o Zeitdauer o Usw.

3. Protokolle -

= User Datagram Protocol o o Minimales Transportprokoll o o Setzt auf IP o Datagramme werden unabhängig voneinander übertragen o

-

o UDP-Header + Nutzdaten = Aufbau des Pakets o UDP Header besitz Quell- und Zielport, Länge des Datagramms (in Byte), und eine Prüfsumme (damit überprüft der Empfänger ob das Datagramm korrekt angekommen ist) o o Kein Verbindungsaufbau nötig => keine Verzögerungen=> hohe Reaktionsgeschwindigkeit o Kleiner Header => nur wenige zusätzliche Bytes für Verwaltungsinfo o Für Multimedia-Protokolle und DNS = Transmission Control Protocol o

o o o o o o o

Ein komplexes Protokoll Zuverlässige, reihenfolgeerhaltende Übertragung des Bytestroms Bytestrom beim Sender in Segmente(=Pakete) zerlegt Bytestrom-Segmente beim Empfänger zusammengesetzt Vollduplex-Kommunikation = Bytestrom wird in beide Richtungen übertragen Nur Unicast Kommunikation zwischen genau 2 Gegenstellen Verbindungen: ▪ Zustandsbehafter Transport ▪

o Wir gucken uns Übertragungskanäle an. Es könnten absolute Übetragungskanäle existieren, aber wir betrachten jetzt Übetragungskanäle mit Übetragungsfehlern ▪ Hier wird die Zuverlässigkeit von TCP durch Bestätigungsnachrichten: die ACKs (Acknowledgment) und NACKs (negatives ACK) realisiert ▪ Problem: Auch ACKs und NACKs können kaputtgehen, dann weiß der Sender nicht, ob das Paket angekommen ist. Wenn das Paket neu übertragen wird, käme es auch wahrscheinlich doppelt an ▪ Lösung: Pakete durchnummerieren: Sequenznummer: damit kann der Empfänger erkennen, ob das Paket bei ihm schon eingetroffen ist oder ob es um eine Verdopplung handelt => Vorteil: Wir sparen uns NACKs und arbeiten nur mit ACKs => einfacher. ▪ In dem ACK-Paket schreibt man dann die Sequenznummer des letzten korrekt empfangenen Paketes o Wir betrachten jetzt einen Übetragungskanal, der jederzeit Pakete verlieren kann ▪ Es gehen Pakete oder ACKs verloren ▪ Lösung:

▪ ▪

• • Timeout Stop-and-Wait: das Vorgehen, bei welchem der Sender ein Paket schickt und auf eine Rückmeldung wartet Anzahl an Daten pro Zeiteinheit, die mit Stop-and-Wait übertragen werden: • Beispiel: o Größe des Pakets= 1000 Byte o Geschwindigkeit der Übertragung des Netzes zwischen 2 Hosts: 2MB/s o RTT zw. 2 Hosts: 50ms o Berechnung: (Größe/Geschwindigkeit)+1RTT = 1000 Byte/ 2000000 Byte/sek = 0,5ms + 50ms = 50,5 ms o Alle 50,5 ms wird ein Paket verschickt

o Pipelining: Der Sender verschickt weitere Pakete, schon bevor das erste ACK eintrifft => Sender speichert mehrere Pakete um sie ggf neu übertragen zu können o Zuverlässigkeit in TCP: Wie soll ein solches Protokoll auf fehlede Pakete und ACKs reagieren? ▪ Sequenznummer und Durchnummerierung von den Bytes im übertragenen Bytestrom ▪ Sequenznummer des Segment = Nummer des ersten übertragenen Bytes ▪ ACKs: kumulativ = ein ACK bestätigt immer alle früheren mit ▪ Piggybacked ACKs: Das ACK setzt ein Huckepack auf dem Datenpacket der Gegenrichtung ▪ Verzögerte ACKs: Delayed ACKs verringern die Zahl generierter ACKNachrichten => es wird nur für jedes zweite Paket ein ACK verschickt o Fast Retransmit ▪ Das Segment wird schon vor dem Timeout wiederholt, wenn ein Segment verloren gegangen ist o TCP-Verbindungsaufbau ▪ TCP-Header beinhaltet: Quell- und Zielport, Sequenznummer, ACKNummer, DataOffset (Größe des TCP Headers), res. (reserviert für zukünftige Erweiterungen), Prüfsumme, die wie bei UDP funktioniert, Daten ▪ Drei-Wege-Handshake • Client schickt ein Segment mit SYN Flag an Server mit Anfangssequenznummer im Sequenznummerfeld: seq=557 • Server antwortet mit SYN ACK Segment, setzt SYN und ACKS Flag, bestätigt die initiale Sequenznummerfeld des Clients +1 und gibt seine eigene Sequenznummer an: seq= 558, ack= 371 • Client bestätigt SYN ACK mir einem ACK in dem er die initiale Sequenznummer des Servers + 1 bestätigt: ack=372 o Verbindungsabbau ▪ Vier-Wege-Handshake • Jede Richtung kann mit FIN Flag beendet werden • RST Flag bricht die Verbindung ab= Reset: Ziel: Fehlerbehandlung o Empfangspuffer= Daten werden nur dann entgegengenommen, wenn die Anwendung in der Lage ist, diese zu verarbeiten; Problem: Daten dürfen bei einem verlässigen Protokoll nicht einfach verworfen werden und Zwsichespeicher zu klein. Lösung: Mechanismus der den Sender bei Bedarf bremst= Flusskontrolle= Regulieren der Senderate zum Vermeider von Überlastung des Empfängers ▪ TCP nutzt kreditbasiertes Flusskotrollverfahren ▪ Sender bekommt mit jedem ACK eine Rückmeldung für der Anzahl der Daten, die der Empfänger noch entgegennehmen kann

Diese Info liegt in dem Fenster, der sich beim Eintreffen neuer ACKs verschiebt = Schiebefenster o Überlastkontrolle= Regulieren der Senderate zur Vermeidung von Überlast im Netzwerk ▪...