PROTOCOLO DE TRANSPORTE Profesor Daniel Díaz Ataucuri Introducción Protocolo UDP Protocolo TCP Profesor Daniel Díaz Ataucuri ddiaz1610@gmail.com http://www.danieldiaza.com Catedrático Titular a Tiempo Parcial FIEE-UNI / UNMSM Director de Investigación y Desarrollo Tecnológico del INICTEL-UNI Lima, Enero-Diciembre de 2014

INTRODUCCIÓN

INTRODUCCION A LA CAPA DE TRANSPORTE Los protocolos de la Capa de Transporte suministran una comunicación lógica entre los procesos de las aplicaciones ejecutándose en diferentes hosts. ►Los procesos están “directamente conectados” aun si los hosts están en lugares diferentes. La Capa de Transporte prepara los datos de la aplicación para su transporte por la red. Procesa los datos de la red para ser utilizadas por las aplicaciones.

Distingue el tráfico de las diferentes aplicaciones CAPA DE TRANSPORTE Distingue el tráfico de las diferentes aplicaciones activadas en el host. Ciertos servicios pueden ser ofrecidos por la Capa de Transporte aun si no lo ofrece la Capa de Red. La Capa de Transporte tiene las siguientes funciones: ►Segmentación/Reensamblado ►Multipexación de conversaciones: varias aplicaciones por host ►Conversaciones orientadas a la conexión ►Entrega confiable ►Reconstrucción ordenada de los datos ►Control de flujo

SERVICIOS DE LA CAPA DE TRANSPORTE La Capa de Transporte en redes TCP/IP ofrece dos Protocolos, asociados a los servicios que ofrece a la Capa de Aplicación: ►UDP (User Datagrama Protocol) .- Suministra un servicio NO confiable y NO orientado a conexión. ►TCP (Transmission Control Protocol).- Suministra un servicio confiable y orientado a conexión. A su vez, UDP ofrece dos servicios a las aplicaciones: ►Envío de proceso-a-proceso. ►Chequeo de error. También TCP ofrece servicios a las aplicaciones: ►Transferencia de datos confiable: acuses de recibos y timers. ►Entrega ordenada: se enumera y secuencia los segmentos. ►Control de congestión

COMO FUNCIONA LA CAPA DE TRANSPORTE Protocolo de la Capa de Aplicación Cabecera Parte 1 Parte 2 Parte 3 Segmentos Si es UDP: -Puerto de origen y destino Si es TCP: -Entrega ordenada -Acuse de recibo -Control de flujo Sin segmentación, sólo una aplicación podría recibir datos

Son números que permiten diferenciar los segmentos CONCEPTO DE PUERTO Son números que permiten diferenciar los segmentos (TCP) y datagramas (UDP) para cada aplicación. Número de puerto de origen de destino Otros campos, según sea el protocolo de transporte Datos de la Aplicación ó mensajes 16 bits El puerto de origen, de un cliente, se genera de manera aleatoria. ►Cada puerto es de 16 bits (http://www.iana.org). ►Los servidores poseen números de puertos estáticos y los clientes eligen un número de puerto de forma dinámica para cada conexión.

Puerto de origen generado aleatoriamente CARACTERÍSTICAS DE UN PUERTO http://www.iana.org/assignments/port-numbers. Existen diferentes tipos de números de puerto. ►Puertos bien conocidos.- Del 0 al 1023, son utilizados por servidores web, e-mail, etc. ►Puertos registrados.- Del 1024 al 49151, son asignados a procesos y aplicaciones individuales. ►Puertos dinámicos o privados.- Del 49152 al 65535, son efímeros Puerto origen 49,876 destino 80 Servidor Web Cliente 200.1.2.3 210.11.22.33 Puerto 80 Segmentos Puerto de origen generado aleatoriamente Puerto de destino es conocido Origen de conexión 200.1.2.3:49876 Destino de conexión 210.11.22.33:80 Surge el socket

Un socket es la puerta de paso de los datos desde un CONCEPTO DE SOCKET Un socket es la puerta de paso de los datos desde un proceso a la capa de red y desde la capa de red a un proceso. ►Todo proceso tiene un socket. ►Un host puede tener varios socket a la vez ►Cada socket tiene un identificador único (puerto + dirección IP). El trabajo de recolectar datos de diferentes sockets para crear segmentos y luego enviarlos a la capa de red es multiplexar. Adaptación de CISCO El envío de datos ubicados en el segmento hacia un correcto socket es demultiplexar.

MULTIPLEXACION Y DEMULTIPLEXACION DE LA CAPA DE TRANSPORTE Permite que varias aplicaciones o servicios se ejecuten en cada host: Concepto de puerto. Capa de Transporte: Multiplexor Socket a Socket b ……… Socket j Protocolo IP Proceso 1 Proceso 2 Proceso η Capa de Transporte: Demultiplexor Socket a Socket b ……… Socket j Protocolo IP Proceso 1 Proceso 2 Proceso η

COMANDO NETSTAT Permite conocer las conexiones establecidas.

PROTOCOLO UDP

LO BASICO DEL PROTOCOLO UDP Proporciona los mecanismos para que una aplicación envíe paquetes de datos a otra aplicación. UDP envía tanto el puerto de destino para que se entregue los datagramas correctamente y el puerto de origen para que el destino envíe alguna respuesta. Best Effort UDP proporciona un servicio de entrega sin conexión y no confiable, igual que IP. Esto se conoce con servicio de Envío de Datagrama.

CAMPOS DEL PROTOCOLO UDP Datos Longitud del mensaje UDP Suma de verificación UDP Puerto UDP de origen 0 15 16 31 Puerto UDP de destino Los puertos UDP son utilizados para demultiplexar los datagramas entre los procesos que los recibirán. Longitud del mensaje UDP indica el tamaño en bytes del datagrama UDP: Cabecera+Datos

PROCESO CLIENTE-SERVIDOR DNS Puerto:53 RADIUS Puerto:1812 Puerto de origen: 49,160 Puerto aleatorio Puerto de origen: 50,230 Puerto Aleatorio Red IP1 IP2 IP3 Responder al puerto 49,160 Responder al puerto 50,230 IP1 IP2 1 Solicitud al puerto 53 Solicitud al puerto 1812 IP3

ALGORITMO DE SUMA DE CHEQUEO El campo suma de verificación UDP se obtiene: Seudo cabecera Cabecera UDP Datos UDP Dirección de origen Dirección de destino 00 (*) Protocolo 11H (**) Long. mensaje UDP Seudo cabecera Colocado en 00 00 para iniciar el cálculo Cabecera UDP Puerto UDP de origen Puerto UDP destino Long. mensaje UDP 00 00 (*) relleno (**) 11H=17 Datos Datos UDP

ENCAPSULAMIENTO DE UDP EN IP Ver HLEN Tipo Serv. Longitud total Identificador Indic 0 4 8 16 19 31 20 bytes Desplaz de frag. TTL Protocolo 17 Suma de chequeo Dirección de origen Dirección de destino Cabecera IP Cabecera IP Datos Puerto UDP de origen 08 bytes Puerto UDP destino Long. mensaje UDP Suma de verificación Cabecera UDP Datos Ejemplo de algunos datos: DNS, SNMP, DHCP, RIP, TFTP, VoIP,etc.

ALGORITMO DE SUMA DE CHEQUEO

ALGORITMO DE SUMA DE CHEQUEO 1 1 5 2 A E C 8 B 3 7 C 5 E C 0 A 8 0 1 2 1 7 3 3 A D 2 2 0 0 0 2 7 0 0 0 0 E D 0 E 0 2 5 D 3 9 5 6 D C 8 F D F C 2 3 6 A 5 4 E 8 E C D E 2 D 3 B B C B 6 2 C 3 A 5 5 7 0 6 A 9 3 D 7 0 4 6 6 1 4 2 B 5 - - 4 5 0 0 0 0 3 B F 4 2 8 Cabecera IP UDP Datos 0 0 1 1 0 0 2 7 C 0 A 8 0 1 2 1 7 3 3 A D 2 2 0 0 0 2 7 0 0 0 0 Seudo Cabecera UDP Datos C 8 B 3 7 C 5 E E D 0 E 0 2 5 D 3 9 5 6 D C 8 F D F C 2 3 6 A 5 4 E 8 E C D E 2 D 3 B B C B 6 2 C 3 A 5 5 7 0 6 A 9 3 D 7 0 4 6 6 1 4 2 B 5 - -

ALGORITMO DE SUMA DE CHEQUEO BA ED 3E 36 FF C7 BA A4 FF D8 10 94 EA 19 E9 97 E3 8E 60 E1 E5 53 E6 7B E9 BC Complemento a 1 0 0 1 1 0 0 2 7 C 0 A 8 0 1 2 1 7 3 3 A D 2 2 0 0 0 2 7 0 0 0 0 Seudo Cabecera UDP Datos C 8 B 3 7 C 5 E E D 0 E 0 2 5 D 3 9 5 6 D C 8 F D F C 2 3 6 A 5 4 E 8 E C D E 2 D 3 B B C B 6 2 C 3 A 5 5 7 0 6 A 9 3 D 7 0 4 6 6 1 4 2 B 5 - - 1 45 11 C1 C9 00 38 1 45 5A 00 27 EF 6B 1 15 E5 1 16 67 1 1C 70 1 9F 1D 1 1A AB 1 19 83 1 16 42 45 12 C1 C9 00 38 45 5B 00 27 EF 6B 15 E6 16 68 1C 71 9F 1E 1A AC 19 84 16 43 9 91 A3 91 A3 9 91 AC

PROTOCOLO TCP

ASPECTOS BÁSICOS DE TCP TCP es un protocolo orientado a conexión. ►Dos aplicaciones usando TCP (cliente-servidor) deben establecer una conexión TCP antes de intercambiar datos. TCP tiene las siguientes características: ►La unidad de información pasado por TCP a IP es llamado segmento ►Cuando TCP envía un segmento mantiene un temporizador, esperando del otro extremo TCP la recepción de un acuse de recibo (ACK) del segmento. Si no se recibe este ACK, antes que el temporizador expire, el segmento es retransmitido. ►Los segmentos TCP pueden arribar en el receptor desordenados. ►El receptor TCP debe descartar datos duplicados. ►TCP provee control de flujo.

FORMATO DE UN SEGMENTO TCP 0 4 8 16 31 20 bytes Número de puerto de origen Número de puerto de destino Número de secuencia Número de acuse de recibo (ACK) F I N S Y R T P H A C K U G Reservado Long .de cabecera Tamaño de la ventana Suma de Chequeo Puntero de Urgencia Opcional Datos Protocolo IPv4

FORMATO DE UN SEGMENTO TCP Número de puerto de origen/ destino. ►Identifica la aplicación en el transmisor y el receptor. ►Conjuntamente con las direcciones IP de origen y destino identifican inequívocamente una conexión. Ambos definen un socket. Número de Secuencia ►Identifica el byte en el streaming desde el origen TCP al destino TCP. Es bueno recalcar, TCP enumera los bytes que se transmite. Número de Acuse de Recibo (ACK) ►Identifica el número de byte que se espera recibir como siguiente.

Longitud de cabecera. Bits de Control. FORMATO DE UN SEGMENTO TCP ►Indica la longitud de la cabecera en palabras de 32 bits. Bits de Control. ►URG.- Indica que el campo puntero de datos urgentes esta activo. ►ACK.- Indica un ACK del segmento. ►PSH.- Indica la entrega inmediata de los datos al nivel superior. No espera el llenado del buffer del receptor. ►RST.- Si está en 1, indica el reseteo de la conexión. ►SYN.- Si está en 1, indica el establecimiento de la conexión. Activa el número de secuencia ►FIN.- Si está en 1, indica fin de la conexión. El segmento que lo lleva activo es el último de la conexión.

FORMATO DE UN SEGMENTO TCP Tamaño de la Ventana. ►Indica el tamaño de la ventana en bytes. ►Indica la cantidad de bytes que el receptor espera recibir. Suma de Chequeo. ►Verifica la integridad del segmento. ►Se mantiene el concepto de “seudo- cabecera” utilizado en UDP Puntero Urgente. ►Indica un desplazamiento a partir del cual aparecen datos urgentes.

ESTABLECIMIENTO DE LA CONEXIÓN Negociación en tres vías ó Three-way handshake CLIENTE SERVIDOR 1 Enviar SYN SEQ = X Recepción de SYN 2 Enviar SYN, ACK SEQ = Y , ACK = X+1 Recepción de SYN 3 Establecido Enviar ACK SEQ = X+1, ACK = Y+1 Datos

FIN DE LA CONEXIÓN FIN ACK FIN ACK CLIENTE SERVIDOR Terminar conexión Enviar FIN Recepción FIN FIN Enviar ACK Recepción ACK ACK FIN Enviar FIN Recepción FIN Enviar ACK Recepción ACK ACK Conexión Terminada

MUCHAS GRACIAS