Transporte

Capa de Transporte

Capa de TRANSPORTE proporciona servicio de transporte de datos P a P confiable y económico, desde la máquina de origen a la de destino,

independiente de la/s red/es física/s en uso.

Se accede a ella por primitivas de servicios que permiten establecer, usar y liberar conexiones.
Es clave para entender los protocolos en capas.
Límite principal entre el Proveedor y el Usuario del servicio confiable de transmisión de datos.

Temas:

Servicio de Transporte
Primitivas de servicio de transporte
Protocolos de Transporte. Direccionamiento. Administración de Conexiones.Control de flujo y buffers.Multiplexación de conexiones
Protocolos de transporte en Internet: TCP y UDP.

Servicio de Transporte

Capa de Transporte hace posible que el servicio de transporte de datos sea más confiable que el servicio de red subyacente, ya que puede detectar y compensar paquetes perdidos y datos alterados, ó reiniciar conexión desde una interrupción de una conexión de red.

Aisla capas superiores respecto a tecnología, diseño e imperfecciones de la subred.
Visión ® 4 Capas inferiores º Proveedor de Serv. de Transporte

Capas superiores º Usuarios de Serv. de Transporte

Entidad de Transporte º HW ó SW de capa transporte que se encarga del trabajo (en núcleo de S.O., en paquete biblioteca de aplicaciones de red ó en tarjeta interfaz de red).

Tipos de Servicios	de Transporte
Sin Conexiones	No confiable, de datagramas
Orientado a Conexiones	Confiable, aún sobre red no confiable.
	Fases de conexiones:establecim.,transf.datos y liberación.

Otra visión ® Función de Capa Transporte es mejorar la QoS (Quality of Service) brindada por la capa de red,

Se caracteriza por varios parámetros que el usuario puede especificar en el momento de establecer una conexión.
Si capa transporte ve que son inalcanzables, según servicios de red disponibles puede indicar fallo en intento conexión ó iniciar proceso de negociación abierta.

Retardo de Establecimiento de Conexión	T [solicitud conexión a confirmación]
Probabilidad falla establecimiento conexión	P [conexión no se realice en máx. retardo]
Rendimiento	[Bytes transferidos/seg]. Ej. 2Mbps
Retardo de Tránsito	T [Envío de mensaje de máquina origen, a máquina destino]
Tasa Error Residual	%Mensajes Perdidos/Total enviados
Prioridad de Conexión	Para caso de congestión

Fig.6.2. Parámetros de Calidad de servicio.

Primitivas de Servicio de Transporte.

Permiten a los usuarios de transporte el acceso al servicio de transporte.
Cada primitiva corresponde exactamente a un procedimiento de biblioteca que ejecuta la primitiva.
Cada servicio tiene sus propias primitivas de acceso.

Primitiva	TPDU enviada	Significado
LISTEN (Escuchar)	(ninguna)	Se bloquea hasta que algún proceso intenta el contacto.
CONNECT (Conectar)	SOLICITUD DE CONEXIÓN	Intenta activamente establecer una conexión.
SEND (Enviar)	DATOS	Envía información.
RECEIVE (Recibir)	(ninguna)	Se bloquea hasta que llega una TPDU de DATOS
DISCONNECT (Desconectar)	SOLICITUD DESCONEXIÓN	Este lado quiere liberar la conexión.

Fig.6.3: Primitivas de servicio de transporte sencillo, para una interfaz de transporte
orientado a conexiones.

TPDU (Transport Protocol Data Unit): mensaje enviado de una entidad de transporte a otra, contenidos en paquetes (intercambiados por capa de red), a su vez contenidos en tramas (intercambiadas por capa enlace datos)
Ejemplo simple con aplicación con un servidor y clientes remotos:

1. Servidor ejecuta primitiva LISTEN, que lo bloquea hasta la aparición de un cliente.

2. Cliente ejecuta primitiva CONNECT; entidad transporte bloquea al que llama y envía
a entidad de transporte del servidor TPDU Solicitud Conexión (CR).

3. Entidad de transporte desbloquea al servidor y envía TPDU Conexión Aceptada
(ACK) de regreso al cliente.

4. Cliente la recibe, se desbloquea y se establece la conexión.

5. Intercambio de datos con primitivas SEND y RECEIVE / las entidades de transporte
se encargan de temporizaciones y retransmisiones.

6. Desconexión puede ser:

¨Asimétrica (cualquiera puede emitir primitiva DISCONNECT a la entidad remota,
que al llegar libera conexión) ó

¨Simétrica (c/sentido se cierra por separado, y se libera cuando ambos han emitido
una DISCONNECT).

Sockets de BERKELEY

Grupo de primitivas de trpte usadas en el UNIX de BERKELEY para el TCP:

PRIMITIVA	SIGNIFICADO
SOCKET (Enchufar)	Crea un nuevo punto terminal de comunicación. Asigna espacio en tablas de entidad transporte. No tiene dirección.
BIND (Ligar)	Conecta una dirección local a un socket <protoc, dir_IP local,port>
LISTEN (Escuchar)	Anuncia la disposición a aceptar conexiones; indica tamaño de cola. No es bloqueadora
ACCEPT (Aceptar)	Bloquea al invocador hasta la llegada de un intento de conexión
CONNECT (Conectar)	Intenta activamente establecer una conexión
SEND (Enviar)	Envía datos a través de la conexión
RECEIVE (Recibir)	Recibe datos de la conexión
CLOSE (Cerrar)	Libera la conexión. Es simétrica (fin cdo. ambos lados la ejecutan)

Servidores ejecutan las 4 primeras en ese orden.
Cliente primero crea un SOCKET, pero no requiere BIND (su dir. no le importa al servidor), luego CONNECT lo bloquea y comienza proceso de conexión.
Servidor contesta con TPDU ACCEPT, proceso cliente se desbloquea y se establece conexión duplex integral.

Protocolos de Transporte.

Servicio de transporte se implementa mediante un Protocolo Transporte entre las dos entidades de transporte.
Se encargan de Control de Errores, Secuencia y Control de Flujo, como protocolos de Enlace de Datos, pero en otro entorno.
- En capa transporte, los enrutadores involucrados están enlazados por la subred completa, no un canal físico como capa 2.
- En Capa transporte se requiere Direccionamiento explícito de los destinos (en capa 2 c/línea salida especifica un router en particular)
- Establecimiento inicial de conexión es más complicado en transporte.
- Existencia potencial de capacidad de almacenamiento en la subred ® paquete puede almacenarse varios seg. y entregarse después ®
  uso de protocolos especiales.
- Manejo de gran cantidad de conexiones ® Asignación dinámica de Buffers a c/u (Protocolos de capa 2 asignan cantidad fija buffers a c/línea para almacenar tramas)

Direccionamiento

Administración de Conexiones

Protocolos de Transporte en Internet (TCP y UDP)

Internet tiene 2 protocolos principales de transporte:
- TCP(Transmission Control Protocol), orientado a conexiones. Es el principal.
  
  TCP: Protocolo de Control de Transmisión, diseñado para proporcionar corriente de bytes confiable, a través de una interred no confiable (con redes de diferentes topologías, AB retardos, tamaños de paquetes, etc).
  
  Definido en RFC 793, correcciones y aclaraciones en RFC 1122 y extensiones en RFC 1323.

Una entidad de transporte TCP (un proceso de usuario ó parte del núcleo, con interfaz a capa IP), acepta corrientes de datos de usuarios de procesos locales, los divide en partes (segmentos) de máx. 64kB (en la práctica gralmente 1500 Bytes, de Ethernet), y los envía como datagrama IP independientes. En la máquina Rx, los datagramas IP con datos TCP, se entregan a entidad TCP que reconstruye la corriente original de Bytes.

TCP temporiza y retransmite datagramas, y es responsable de reensamblar en mensajes, los datagramas que arriban fuera de orden.

UDP (User Datagram Protocol), sin conexiones, básicamente IP con adición de cabecera corta.

Protocolo UDP

UDP (User Datagram Protocol) ofrece a aplicaciones tipo Cliente-Servidor (de una solicitud /una respuesta), mecanismo para enviar datagramas IP en bruto, encapsulados, sin tener que establecer una conexión.
No confiable.
Descripto en RFC 768.
Consiste de cabecera ( 8 Bytes) + Datos.
Port de Origen y Destino UDP (16b): identifican puntos terminales en máquinas origen y destino.

Longitud Mensaje UDP(16b):Cabecera de 8 B+ Datos ® Datagrama£64kB

Suma Comprobación UDP (16b):opcional, 0 si no se calcula ó Ca1 de [Ca1 S DatagramaUDP + Pseudocabecera]. Si cálculo de checksum=0, almacena todos 1's.

Tipos de Servicios

de Transporte

Sin Conexiones

PRIMITIVA

SIGNIFICADO