Κεφάλαιο 7:Διαδικτύωση-Internet Μάθημα 7.3: Πρωτόκολλο TCP

Περιγραφή TCP TCP: Πρωτόκολλο Ελέγχου Μετάδοσης (Transmission Control Protocol). Υλοποιείται στο επίπεδο μεταφοράς του μοντέλου TCP/IP (βασικό πρωτόκολλο). Παρέχει υπηρεσίες με σύνδεση. Εξασφαλίζει αξιοπιστία στη μεταφορά δεδομένων και επικοινωνία από άκρο σε άκρο (επικοινωνία μεταξύ hosts). Διασπά και συναρμολογεί πακέτα δεδομένων. Κάνει έλεγχο ροής. Κάνει έλεγχο συμφόρησης.

Επικοινωνία από άκρο σε άκρο στο TCP(κατανόηση) Από άκρο σε άκρο επικοινωνία TCP TCP IP IP

Τρόπος λειτουργίας TCP Λαμβάνει τα δεδομένα-μηνύματα από το επίπεδο εφαρμογής. Στέλνει τα δεδομένα όταν συμπληρωθεί μία ελάχιστη ποσότητα bytes(=MSS). Σπάει τα δεδομένα σε μικρότερα τμήματα TCP ( TCP segments) σε περίπτωση που είναι μεγαλύτερου μεγέθους από το μέγεθος που μπορεί να σταλεί (MSS=Maximum Segment Size=Μέγιστο μήκος τμήματος). MSS=Πόσα το πολύ bytes μπορεί να υπάρχουν στα Δεδομένα ενός τμήματος TCP (π.χ. MSS=400 bytes). Κατά την εγκατάσταση της σύνδεσης TCP ο αποστολέας και ο παραλήπτης συμφωνούν για το MSS. Δεδομένα προς μετάδοση (πακέτο)(π.χ. 1000bytes) Ε Δεδομένα(400 bytes) Ε Δεδομένα(400 bytes) Ε Δεδομένα (200 bytes) 1o TCP segment 2o TCP segment 3o TCP segment

Τμήμα TCP (TCP Segment) Τμήμα TCP=Πακέτο TCP=Μονάδα μεταφοράς δεδομένων TCP. Το κάθε τμήμα TCP αποτελείται από την Επικεφαλίδα (Ε) και τα Δεδομένα. H Επικεφαλίδα (E) χρησιμοποιείται από το TCP για τη διαχείριση του τμήματος. Το πεδίο Δεδομένα περιέχει δεδομένα χρήστη (μηνύματα) του επιπέδου εφαρμογής. Τμήμα TCP Επικεφαλίδα(Ε) Δεδομένα

Αριθμός Σειράς (SN) Αριθμός Σειράς(SN): Πεδίο στην επικεφαλίδα τμήματος TCP. Την τιμή του την τοποθετεί στο τμήμα το TCP του αποστολέα. Δείχνει τη θέση του τμήματος στο αρχικό πακέτο. Βοηθάει το TCP του παραλήπτη να τοποθετήσει το τμήμα στη σωστή σειρά για να συναρμολογηθεί το αρχικό πακέτο. Π.χ.: Αριθμός Σειράς=3: Δείχνει πως το συγκεκριμένο τμήμα είναι τρίτο στη σειρά του αρχικού πακέτου

Αριθμός Επιβεβαίωσης (ACKN) Πεδίο στην επικεφαλίδα τμήματος TCP. Την τιμή του την τοποθετεί στο τμήμα το TCP του παραλήπτη. Αριθμός που δείχνει ότι το TCP του παραλήπτη έχει λάβει σωστά όλα τα bytes (οκτάδες) μέχρι αυτόν τον αριθμό. Π.χ.: Αριθμός Επιβεβαίωσης=800: Δείχνει πως το TCP του παραλήπτη έλαβε σωστά όλα τα bytes μέχρι τον αριθμό 800. !Ο αποστολέας στέλνει δεδομένα και περιμένει να πάρει επιβεβαίωση από τον παραλήπτη εντός λογικού χρονικού ορίου. Αν δεν πάρει την επιβεβαίωση (π.χ. εξαιτίας λανθασμένων δεδομένων, απώλειας δεδομένων, καθυστερήσεων μετάδοσης) επαναμεταδίδει τα δεδομένα.

Έλεγχος ροής Λειτουργία του TCP. Έλεγχος της ποσότητας των δεδομένων που το TCP του παραλήπτη μπορεί να δεχθεί. Υλοποιείται με ένα πεδίο στην επικεφαλίδα ενός τμήματος TCP που λέγεται Παράθυρο. !Ο αποστολέας στέλνει τμήματα ακόμα κι αν δεν έχει λάβει επιβεβαίωση για το αμέσως προηγούμενο.

Παράθυρο(WINDOW) Παράθυρο(WINDOW): Πεδίο στην επικεφαλίδα του τμήματος TCP που το TCP χρησιμοποιεί για έλεγχο ροής. Με τον έλεγχο ροής ο αποστολέας δεν μπορεί να στείλει δεδομένα με μεγαλύτερη ταχύτητα από αυτή με την οποία μπορεί να δεχθεί τα δεδομένα ο παραλήπτης. Στην αντίθετη περίπτωση θα γέμιζε η προσωρινή μνήμη (buffer) που έχει ο παραλήπτης με αποτέλεσμα να χάσει δεδομένα. To Παράθυρο αντιπροσωπεύσει το πλήθος των bytes που το TCP του παραλήπτη μπορεί να δεχθεί. Την τιμή του την τοποθετεί σε ένα τμήμα TCP το TCP του παραλήπτη. Π.χ. : Αριθμός Επιβεβαίωσης=800, Παράθυρο=2000: Δείχνει πως ο παραλήπτης μπορεί να λάβει δεδομένα μεγέθους 2000 οκτάδων, από την 800 μέχρι την 2800 οκτάδα δεδομένων (800+2000=2800)

Θύρες TCP (TCP ports) Πεδία στην επικεφαλίδα τμημάτων TCP. Αφηρημένα σημεία επικοινωνίας. Θετικοί ακέραιοι αριθμοί των 16 bits ο καθένας. Βοηθούν το πρωτόκολλο TCP να συσχετίσει τα τμήματα TCP με τις συνδέσεις στις οποίες ανήκουν (πολύπλεξη και αποπολύπλεξη τμημάτων). !TCP ports=0-65535 !0-1023=Καλά γνωστές (προνομιούχες) θύρες !>1023=Μη προνομιούχες θύρες

Επιλογή θυρών TCP Τα προγράμματα των χρηστών (πελάτες) χρησιμοποιούν συνήθως τυχαίες θύρες TCP που τους δίνονται δυναμικά από το λειτουργικό σύστημα κατά την εγκατάσταση της σύνδεσης TCP. Ωστόσο, ορισμένες εφαρμογές εξυπηρετητές χρησιμοποιούν κάποια προκαθορισμένη θύρα TCP όπως π.χ. η εφαρμογή μεταφοράς αρχείων FTP χρησιμοποιεί τη θύρα TCP 21. TELNET=23 SMTP=25 HTTP=80 POP3=110

Σύνδεση TCP (ορισμός) Λογική σύνδεση δύο τελικών σημείων. Τα τμήματα μιας σύνδεσης δεν ακολουθούν την ίδια διαδρομή και φθάνουν μπερδεμένα μεταξύ τους καθώς και με αυτά άλλων συνδέσεων. Το TCP κάνει πολύπλεξη και αποπολύπλεξη τμημάτων.

Σύνδεση TCP(από τι περιγράφεται) α) Διεύθυνση ΙΡ πηγής β) TCP port πηγής γ) Διεύθυνση ΙΡ προορισμού δ) TCP port προορισμού

Συνδέσεις TCP (κατανόηση)

Πώς μέσω της εφαρμογής μεταφοράς αρχείων FTP μπορούμε να στείλουμε ένα αρχείο σε έναν άλλο υπολογιστή Στον host-πελάτη FTP εκτελείται η διεργασία-πελάτης FTP. Η διεργασία-πελάτης FTP ανοίγει μία σύνδεση TCP με τη διεργασία-εξυπηρετητής FTP στον host-εξυπηρετητή. Κατά την εγκατάσταση της σύνδεσης αυτής η διεργασία-πελάτης επιλέγει τυχαία κάποια θύρα TCP πηγής (πχ. 1234), ενώ ως θύρα TCP προορισμού χρησιμοποιεί τον προκαθορισμένο αριθμό 21. Μέσω αυτής της σύνδεσης μεταφέρονται όλα τα τμήματα TCP που έχουν ίδιες 4 τιμές ( διεύθυνση IP πηγής, θύρα TCP πηγής=1234, διεύθυνση IP παραλήπτη, θύρα TCP προορισμού=21).

Συνδέσεις TCP (κατανόηση)