Il livello trasporto: Introduzione e protocollo UDP

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Isidoro Elia
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1 Corso di Laurea in Ingegneria Informatica Corso di Reti di Calcolatori a.a. 2009/10 Roberto Canonico Antonio Pescapè Il livello trasporto: Introduzione e protocollo UDP Livello Trasporto Presentation Session OSI Service User Service Provider 2 1

2 Livello Trasporto Presentation Session I protocolli di Livello Trasporto sono presenti solo negli end-system Presentation Session 3 Servizi e Protocolli del Livello Trasporto Offre un canale di comunicazione logica tra applicazioni attive su differenti host Differenze tra livello trasporto e livello rete: -layer: trasferimento dati tra end-system layer: trasferimento dati tra processi. Naturalmente necessita dei servizi offerti dal livello rete. Da trasporto da host a host a trasporto da processo a processo 4 2

3 Servizi del Livello Trasporto - 1 OSI - affidabile - inaffidabile - affidabile - inaffidabile Isolare i livelli superiori dai problemi dovuti all uso di differenti tecnologie di rete e dalle loro (eventuali) imperfezioni Il livello rete offre un servizio inaffidabile, quindi: Il livello trasporto deve rimediare: aumentare l efficienza aumentare l affidabilità In particolare: controllo degli errori sequenza ordinata controllo di flusso controllo di congestione 5 Servizi del Livello Trasporto - 2 I protocolli di Livello Trasporto sono realizzati al di sopra del Livello Rete, quindi è necessario gestire: apertura della connessione (setup) memorizzazione dei pacchetti all interno della rete un numero elevato di connessioni Multiplexing e Demultiplexing 6 3

4 Multiplexing e Demultiplexing - 1 segment dati che sono scambiati tra processi a livello trasporto TPDU: protocol data unit segment header segment -layer data Ht M Hn segment P1 M P3 Demultiplexing: inoltrare i segment ricevuti al corretto processo cui i dati sono destinati receiver M M P4 M P2 7 Multiplexing e Demultiplexing - 2 Multiplexing: Raccogliere i dati provenienti dalle applicazioni, imbustare i dati con un header approriato (per il de-multiplexing) multiplexing/demultiplexing: Realizzato attraverso la coppia <indirizzo IP, numero di porto> source, dest port # è presente in ogni segmento numeri di porto well-known per applicazioni particolari 32 bits source port # dest port # other header fields data (message) TCP/UDP segment format 8 4

5 Multiplexing e Demultiplexing: esempi host A source port: x dest. port: 23 server B Web client host C source port:23 dest. port: x Uso del concetto di porto: una semplice app telnet Source IP: C Dest IP: B source port: y dest. port: 80 Source IP: C Dest IP: B source port: x dest. port: 80 Web client host A Source IP: A Dest IP: B source port: x dest. port: 80 Web server B Caso del Web server 9 Connectionless demux Su P3 c è un processo in ascolto sul porto UDP P2 P3 P1 SP: 6428 DP: 9157 SP: 6428 DP: 5775 client IP: A DP: 6428 server IP: C SP: 5775 DP: 6428 Client IP:B Il SP fornisce il return address 5

6 Connection-oriented oriented demux 1/2 P1 P4 P5 P6 P2 P1 P3 SP: 5775 S-IP: B client IP: A S-IP: A server IP: C S-IP: B Client IP:B Osservazione su HTTP persistente e non persistente Connection-oriented oriented demux: Threaded Web Server P1 P4 P2 P1 P3 SP: 5775 S-IP: B client IP: A S-IP: A server IP: C S-IP: B Client IP:B 6

7 I protocolli TCP e UDP Telnet NFS Service User Presentation Session FTP SMTP SNMP TCP e UDP XDR RPC Service Provider OSI ARP e RARP ICMP IP Non Specificati Protocolli di routing Internet Protocol Suite 13 UDP: User Datagram Protocol [RFC 768] Aggiunge poco ad IP: servizio best effort : i pacchetti UDP possono: subire perdite giungere a destinazione in ritardo, o non arrivare affatto giungere a destinazione non ordinati servizio connectionless: non è prevista una fase di inizializzazione ogni segmento UDP è inviato indipendentemente dagli altri Domanda: C è qualcuno in ascolto? 14 7

8 UDP: User Datagram Protocol - 2 Perché è stato introdotto UDP? non è necessaria la fase di inizializzazione (setup) che introduce delay Es: DNS è basato su UDP semplice: sender e receiver non devono conservare informazioni di stato intestazione di dimensioni contenute (8 byte): basso overhead controllo della congestione assente: le applicazioni possono inviare alla velocità desiderata utile per alcune applicazioni» sia utente che di rete rischioso per la rete 15 UDP: User Datagram Protocol - 3 Ampiamente usato per applicazioni multimediali: tolleranti alle perdite di pacchetti sensibili ai ritardi Altre applicazioni: DNS Lunghezza in bytes del segmento UDP, NFS ( File System) header incluso SNMP (Simple Management Protocol) Domanda: si può rendere UDP affidabile? Gestione degli errori Conferma di avvenuta ricezione 32 bits source port # dest port # length data (message) checksum Formato di un segmento UDP 16 8

9 Checksum UDP Obiettivo: rilevare gli errori (bit alterati) nel segmento trasmesso Mittente: Tratta il contenuto del segmento come una sequenza di parole da 16 bit checksum: complemento ad 1 della somma dei contenuti del segmento Il mittente pone il valore della checksum nel campo checksum del segmento UDP Ricevente: calcola la checksum del segmento ricevuto controlla se la checksum calcolata è uguale al valore del campo checksum: No - errore rilevato Sì - nessun errore rilevato. Ma potrebbero esserci errori nonostante questo? Altro più avanti Esempio di calcolo della checksum Example: add two 16-bit integers wraparound sum checksum Note When adding numbers, a carryout from the most significant bit needs to be added to the result 9

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