Capa de Transporte
La capa de transporte cumple un rol fundamental en la comunicación entre procesos en hosts separados en la red.
La capa de red, sobre la que se encuentra, cumple la tarea de proporcionar una comunicación lógica entre hosts, mientras que la de transporte lo hará entre procesos de distintos hosts. Los protocolos de transporte se ejecutan en los sistemas terminales.
En el emisor se generarán segmentos a partir de los mensajes de la aplicación y los pasa a la capa de red. El receptor a partir de los segmentos recibidos, se encargará de proporcionar mensajes a la capa de aplicación al proceso que corresponda.
Los protocolos disponibles desde la capa de transporte a la capa de aplicación en Internet son UTP y TCP.
UDP (User Datagram Protocol)
Protocolo de transporte ligero, simple, no orientado a la conexión definido en el 📋 RFC 768.
No existe una fase de establecimiento de conexión por lo que se dice que es un protocolo sin conexión.
- servicio de transferencia de datos no fiable (sin garantía de que los datos lleguen al receptor)
- Los mensajes pueden llegar en forma desordenada
- Sin control de congestión (se pueden introducir datos en la capa inferior a la máxima velocidad)
- No aporta mucho más de lo que ya hace el protocolo IP de la capa de red.
TCP (Transmission Control Protocol)
Protocolo de la capa de transporte fiable y orientado a la conexión.
- Confiable, orientado a la conexión, entrega en orden.
- control de congestión
- control de flujo
- establecimiento de la conexión
Para esto cuenta con:
- Mecanismos de detección de errores
- Retransmisiones
- Reconocimientos acumulativos
- Temporizadores
- Números de secuencia y de reconocimiento
Se encuentra definido en los RFC’s [793, 1122, 1323, 2018, 2581]
Acuerdo en tres fases
Un proceso en el host A desea iniciar una conexión con otro proceso que se ejecuta en el host B.
- El proceso cliente se comunica con la capa de transporte para que envíe al host B un primer paquete con el campo SYNchronize.
- El host B recibe el paquete y responde con un paquete SYNchronize-ACKnowledgement el cual es recibido por el host A.
- Al recibir el SYN-ACK, A envía un ACKnowledge, el cual podrá contener carga útil y al ser recibido por B dejará establecida una conexión de sockets TCP
En este momento se negocian:
- buffers
- MTU (Maximum Transmission Unit)
- MSS (Maximum Segment Size) tamaño máximo de datos que pueden colocarse en un segmento.
MSS = MTU – cabecera TCP – cabecera IP
El valor por defecto del MSS es de 536 bytes, en caso de que se desee setear el valor del MSS en otro valor se debe especificar como una opción TCP en el paquete SYN durante el handshake. Este valor no podrá ser cambiado luego de que se establezca la conexión.
Segmento TCP
- puerto origen y destino
- checksum
- numero de secuencia
- ventana de recepción
- longitud de cabecera
- opciones
- indicador
- URG
- ACK
- PSH
- RST
- SYN
- FIN
Número de secuencia
Número del primer byte del segmento dentro del flujo de bytes. Si el host A envía vía TCP un archivo de 500.000 bytes, siendo el MSS 1000 bytes numerando el primer byte como 0. TCP construirá 500 segmentos a partir del flujo de datos.
- primer segmento 0
- segundo segmento 1000
- tercer segmento 2000
Número de reconocimiento
Acknowledgement number
Número de secuencia del siguiente byte que el host espera recibir. Host A recibe el segmento 0 a 999, responderá con un ACK en el que el número de reconocimiento será 1000.
En caso de que reciba el 2000 a continuación de todos modos enviará un ACK number 1000, dado que TCP maneja reconocimientos acumulativos.
Estimación RTT
Para recuperarse de la pérdida de segmentos se debe contar con un mecanismo de retransmisión, y para ello con un temporizador. para Se genera un RTTMuestra a partir de un segmento transmitido.
Esta muestra cambiará cada RTT segundos, y no se calcula en para las retransmisiones, en base a esta muestra se calcula un RTTEstimado. El temporizador será mayor o igual que RTTEstimado, pero no menor, ya que se generarían retransmisiones innecesarias ni mucho mayor para poder retransmitir un segmento sin mayor demora.
Servicios no disponibles
- Garantías de retardo
- Garantías de ancho de banda
Multiplexación y Demultiplexación
Pueden existir muchas aplicaciones corriendo en simultaneo en un mismo host. Ej: HTTP, telnet, FTP, SMTP. Cuando la capa de transporte recibe datos procedentes de la capa de red, tiene que dirigir los datos a el proceso correcto.
Un proceso puede tener uno o más de un socket La capa de transporte no entrega los datos directamente al proceso, sino que los “deposita” en un socket Los sockets tienen un número identificador único. Esta tarea es la que se denomina Desmultiplexación.
En el host emisor la capa debe reunir los fragmentos de datos desde los sockets y encapsular cada fragmento de datos con determinada información de cabecera. La información de la cabecera (header) es lo que luego se utilizará en el proceso de desmultiplexación. Una vez creado el segmento es pasado a la capa de red.
El formato del identificador varía entre sockets UDP y TCP.
Sin conexión
Para que un host pueda ser identificado desde un host remoto basta la tupla dirección IP, número de puerto puerto. Así un proceso en el host A, con el puerto UDP 28340, se podría comunicar con el host B al puerto 9876.
La capa de transporte del host A crea un segmento incluyendo los datos de la aplicación, puerto origen y puerto destino. Se pasa el segmento a la capa de red la cual lo encapsula en un datagrama, haciendo el máximo esfuerzo por entregar el segmento al host receptor. En caso de llegar la capa de transporte del host B examina el número de puerto y entrega el segmento al socket identificado con el puerto.
Orientada a la conexión
El Socket TCP se identifica por 4 elementos.
- Dirección IP origen
- Número de puerto origen
- Dirección IP destino
- Número de puerto destino
El host destino utiliza los 4 valores para dirigir el segmento al socket apropiado, el host servidor debe soportar varios sockets TCP simultáneos, en este caso se creará un nuevo socket para cada cliente que se conecta, pero las conexiones siempre serán dirigidas al mismo número de puerto.