Forelesning nr 3, m andag 2. sept em ber Chapt er 3, Transport Layer. Datakom høsten

Transkript

1 Dat ak om m unik asjon høst en 2002 Forelesning nr 3, m andag 2. sept em ber Chapt er 3, Transport Layer Datakom høsten

2 Øvingsoppgaver Datakom høsten

3 Ak t iv og passiv FTP $.7,9 20 Data SERVER 21 Kom Kom. KLIENT 1027 Data Datakom høsten

4 Ak t iv og passiv FTP 3$66,9 SERVER 20 Data Port Kom Kom. KLIENT 1027 Data 4 Datakom høsten

5 IP-adresser RFC791 Klasse A (0-127): 0 Nett Lokal Klasse B ( ): 1 0 Nett Lokal Klasse C ( ): Nett Lokal Datakom høsten

6 IP-adresser ] Hvordan angis en IP-adresse? \ fire desimale nummer, et pr. byte i adressen, separert med punktum \ Kalles for dotted decimal notation \ Eksempel Datakom høsten

7 IP-adresser ] Spesielle adresser \ Broadcast - en til alle Lokaladresse har alle bit satt til 1 \ Loopback (tilgang til tjenester på egen maskin) \ Alle bit 0; ukjent IP-adresse (eller default rute) ] Måter å adressere \ Unicast - en til en \ Broadcast - en til alle \ Multicast - en til mange Datakom høsten

8 Subnet t RFC950 ] Klasseinndelingen er lite fleksibel, og gir mange ubrukte adresser ] Bedre utnyttelse av adresseområdet oppnås ved bruk av subnettmasker. ] En subnettmaske angir hvor stor del av adressen som er nettprefikset (nett+ subnett) og dermed også hvor stor del lokaladressen er Datakom høsten

9 Subnet t, ek sem pel RFC791 2SSULQQHOLJ NODVVH %QHWW PHGORNDODGUHVVHU 1HWW /RNDO 1nVXEQHWWKYHUW PHGORNDODGUHVVHU 1HWW 6XEQHWW /RNDO 6XEQHWWPDVNHHOOHU Datakom høsten

10 Trac ert k om m ando ] Traceroute, lister opp hvilke rutere som passeres på vei til mottaker ] Benytter TTL (Time To Live) feltet i ICMP Echo Request ] Får svar i form av ICMP Time Exceeded melding ] TTL settes til 1 for så å økes med 1 hver gang Datakom høsten

11 Trac ert Datakom høsten

12 Som e Prot oc ols in TCP/IP Suit e Datakom høsten

13 Datakom høsten

14 Ipc onfig k om m ando N:\>ipconfig /all Windows 2000 IP Configuration Host Name : bak3 Primary DNS Suffix : Node Type : Broadcast IP Routing Enabled : No WINS Proxy Enabled : No DNS Suffix Search List : halden.scandpower.no Ethernet adapter Local Area Connection: Connection-specific DNS Suffix. : halden.scandpower.no Description : 3Com EtherLink XL 10/100 PCI For Complete PC Management NIC (3C905C-TX) Physical Address : DA-DD-2E-5E DHCP Enabled : No IP Address : Subnet Mask : Default Gateway : DNS Servers : Datakom høsten

15 net st at k om m ando N:\>netstat -rn Active Routes: Network Destination Netmask Gateway Interface Metric Default Gateway: Persistent Routes: None Datakom høsten

16 TCP/IP ] Er egentlig en gruppe av protokoller som har fått navn etter to av disse. ] Lagdelt, 4 lag er definert i TCP/IP modellen \ Modellen er laget etter at protokollene ble tatt i bruk (i motsetning til ISO s OSI-modell) \ Ikke alltid veldefinert i hvilket lag en protokoll befinner seg ] IPv4 er den versjonen av IP som er i bruk idag Datakom høsten

17 K om m unik asjonslagene (referert t il OSI),QWHUQHW7&3,3 26, FTP HTTP SMTP $SSOLFDWLRQ $SSOLFDWLRQ DNS 3UHVHQWDWLRQ 6HVVLRQ 7&3 8'3 ICMP IP ARP 7UDQVSRUW 1HWZRUN 7UDQVSRUW 1HWZRUN PPP 'DWD/LQN 'DWD/LQN Ethernet 3K\VLFDO Datakom høsten

18 Innk apsling,3+hdghu 7&3+HDGHU 'DWD 'DWD Datakom høsten

19 Innk apsling,3+hdghu 7&3+HDGHU 'DWD 'DWD Datakom høsten

20 Innk apsling (WKHUQHW+HDGHU,3+HDGHU 7&3+HDGHU 'DWD 'DWD 'DWD (WKHUQHW&KHFNVXP Datakom høsten

21 Innk apsling µ3urwrfroo W\SH LGHQWLILVHUHU QHVWH SURWRNROO VRP,3 µ3urwrfro GHILQHUHU QHVWH SURWRNROO VRP 7&3 µ'hvwlqdwlrqsruw GHILQHUHU DSSOLNDVMRQ IHNV+773 (WKHUQHW+HDGHU,3+HDGHU 7&3+HDGHU 'DWD 'DWD 'DWD Datakom høsten (WKHUQHW&KHFNVXP

22 TCP & UDP ] Transmission Control Protocol \ Forbindelsesorientert \ RFC 793 ] User Datagram Protocol (UDP) \ Forbindelsesløs (datagram tjeneste) \ RFC 768 Datakom høsten

23 Ek s. på bruk ere av TCP ] Telnet \ port 23 ] FTP (File Transfer Program) \ port 20 og 21 ] SMTP (Simple Mail Transfer Program) \ port 25 ] DNS (Domain Name System) \ port 53 ] HTTP (WEB-trafikk) \ port 80 Datakom høsten

24 Ek s. på bruk ere av UDP ] TFTP (Trivial File Transfer Protocol) \ port 69 ] DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) \ port 67 og 68 ] NTP (Network Time Protocol) \ port 123 ] DNS (Domain Name Sytem) \ port 53 Datakom høsten

25 Soc k et s begrepet ] Sending socket \ Avsender IP-adresse + port nummer ] Receiving socket \ Mottaker IP-adresse + port nummer ] Benyttes ifm API-er \ API-Application Program Interface Datakom høsten

26 TCP ] TCP overfører data mellom en klient og en tjener (client/ server) ] Data overføres i segmenter ] Brukerene av TCP leverer data som en strøm av data (stream oriented) ] TCP sørger for feilretting og at data leveres videre til brukeren av TCP i korrekt rekkefølge ] Forbindelsesorientert \ Oppkoblingsfase \ Dataoverføringsfase \ Nedkoblingsfase Datakom høsten

27 TCP st ream s og segm ent er A B Stream Stream Segmenter 7&3 7&3 Datakom høsten

28 TCP pak k e Datakom høsten

29 Oppgaver t il TCP ] Adressering ] Multipleksing, en TCP prosess må kunne håndtere flere applikasjoner ] Flytkontroll ] Feilkontroll ] Opp og nedkobling Datakom høsten

30 Adressering ] Applikasjon adresseres med: [ host, port Kalles en socket i TCP [ Port representerer en bruker av TCP, dvs en applikasjon \ Transport entity identifikasjon TCP og UDP \ Host og nettverksadresse, dvs IP-adresse Datakom høsten

31 Mult iplek sing ] Flere applikasjoner kan benytte samme transport protokoll ] Applikasjon identifiseres med port nummer eller service access point (SAP) Datakom høsten

32 Flyt k ont roll ] Variabel transmissjonsforsinkelse \ Vanskeligjør bruk av timere ] Må ha flytkontroll pga at: \ Mottaker ikke kan motta data så raskt som avsender sender ] Resulterer i buffere som fylles Datakom høsten

33 Håndt ering av k rav t il flyt k ont roll (1) ] Gjør ingenting \ Segmenter kastes \ Avsender vil ikke motta ACK og vil retransmittere [ Resulterer i mer inndata ] Avise segmenter når buffer er fullt \ Trigger flytkontroll på lavere lag. \ Hvis flere transportforbindelser er multiplekset over en enkelt nettverksforbindelse foregår flytkontrollen summen av alle transportforbindelsene Datakom høsten

34 Håndt ering av k rav t il flyt k ont roll (2) ] Bruke av fast sliding window protokoll \ Fungerer bra i pålitelige nett [ Manglende mottak av ACK håndteres som flytkontroll \ Fungerer dårlig i upålitelige nett [ Kan ikke skille mellom tapte pakker og flytkontroll ] Bruk av credit scheme Datakom høsten

35 Credit Sc hem e ] Vindusstørrelse og ACK er ikke lenger koblet sammen \ Kan gi ACK uten å gi kreditt og vice versa ] Hver oktett har et sekvensnummer ] Hvert transport segment har sekvens nummer, ack nummer og vindusstørrelse i header Datakom høsten

36 TCP oppk obling 0DVNLQ $ 0DVNLQ% 6<16<1FKURQL]HVHTXHQFHQXPEHUV 6<1$&. $&. 7,'.DOOHVIRU7KUHHZD\KDQGVKDNH Datakom høsten

37 TCP sek vens num m er 0DVNLQ $ 0DVNLQ% 6<1 6HTXHQFH ; 6<1 $&. 6HTXHQFH <$FNQR ; $&. $FNQR < 7,' Datakom høsten

38 Net st at s (gir prot ok ollst at ist ik k ) TCP Statistics Active Opens = 696 Passive Opens = 39 Failed Connection Attempts = 46 Reset Connections = 363 Current Connections = 3 Segments Received = Segments Sent = Segments Retransmitted = 285 Datakom høsten

39 TCP - Transm ission Cont rol Prot oc ol 7&3+HDGHU RFC793 6RXUFH3RUW 'HVWLQDWLRQ3RUW 6HTXHQFH1XPEHU $FNQRZOHGJH1XPEHU +HDGHU /HQJWK 5HVHUYHG 8 5 * $ & <1 ),1 :LQGRZ6L]H 7&3&KHFNVXP 8UJHQW3RLQWHU 2SWLRQV Datakom høsten

40 URG (Urgent m ode) flagg ] Urgent mode \ Gir mulighet for den ene part å fortelle at urgent data er sent innimellom den normale datastrømmen ] Urgent mode aktiveres ved å \ URG bit settes = 1 \ 16 bir urgent pointer settes til et positivt offset \ Urgent data befinner er da i de oktettene som angis av sequence number + urgent pointer offset ] Benyttes av telnet, rlogin og FTP. Datakom høsten

41 ACK Ac k now ledge num ber ] Benyttes til å si at dette er kvittering for mottatte data Datakom høsten

42 PSH (PUSH) flagg ] Avsender side: \ Brukeren av TCP setter PUSH flagget for at TCP skal sende data som er mottatt med en gang, dvs ikke vente til at bufferet f.eks. er fullt. ] Mottaker side: \ TCP skal sende de mottatte data umiddelbart til brukeren av TCP ] Eksempel på bruk er telnet Datakom høsten

43 RST (RESET) flagg ] RESET flagg benyttes til å \ resette en forbindelse \ avbryte en forbindelse ] Oppsett til en ikke eksisterende port \ TCP sender RESET \ UDP sender ICMP port unreachable ] Eksempel telnet til en ikke eksisterende port Datakom høsten

44 SYN (SYNCHRONIZE) flagg ] Synkronisering av sekvens nummer ifm initiering av en forbindelse ] Avsender sender et SYN segment som inneholder initial sequence number ] Mottaker returnerer et syn segment som også inneholder initial sequence number Datakom høsten

45 FIN flagg ] Indikerer at forbindelsen skal kobles ned, dvs det skal ikke overføres flere data ] TCP avslutter forbindelsen ] TCP foretar en såkalt half close når en forbindelse kobles ned ] Dette betyr at selv om den ene siden har sendt FIN kan fortsatt den andre siden sende data Datakom høsten

46 TCP Mek anism er (1) ] Oppsett \ Three way handshake \ Mellom to porter (source og destination port) ] Data transfer \ Logisk strøm av oktetter \ Oktettene er nummerert modulo 2 23 \ Flyt kontroll basert på kreditt av nummer av oktetter \ Data buffres hos avsender og mottaker Datakom høsten

47 TCP Mek anism er (2) ] Nedkobling \ Graceful close \ TCP bruker sender CLOSE primitive \ Transport entity setter FIN flagg på siste segment som sendes \ ABORT primitive [ All sending og mottak av data opphører [ RST sendes Datakom høsten

48 TCP - Sek vens opp- /nedk obling RFC793 6<1 SYN, detaljer 6<1$&. $&. - Data - ),1 $&. FIN ACK detaljer ),1 $&. Sekvens detaljer Datakom høsten

49 TCP half c lose - nedk obling A B Applikasjon avslutter ),1 $&. Applikasjon leser data '$7$ ),1 $&. Applikasjon sender data Datakom høsten

50 Im plem ent eringsopsjoner ] Send ] Deliver ] Accept ] Retransmit ] Acknowledge Datakom høsten

51 Sending av dat a ] Hvis ikke PUSH flagget er satt kan TCP sende data når den synes det passer ] Data buffres i et sende buffer ] Kan vente med å sende til den har fått en viss mengde data Datakom høsten

52 Levering av dat a ] Hvis ikke PUSH flagg, levere når det passer ] KAn levere data etter hvert som den mottar segmenter ] Kan lagre data i et buffer før det sendes videre Datakom høsten

53 Ak sept av m ot t at t e dat a ] Segments kan ankomme ute av sekvens ] Segmenter \ Akseptere kun segmenter i riktig rekkefølge \ Forkaste segmenter som ikke kommer i riktig rekkefølge ] Innenfor vindusstørrelsen \ Akseptere alle segmenter innenfor mottakervindu Datakom høsten

54 Ret ransm isjon ] TCP vedlikeholder en kø av de segmenter som er sendt og som ikke det er mottatt ack på ] TCP vil retransmittere hvis det ikke er mottatt ACK innen en viss tid Datakom høsten

55 Ac k now ledgem ent ] Øyeblikkelig ] Kumulative, dvs mottar flere segmenter før ACK sendes Datakom høsten

56 TCP Slow St art ] Algoritme som skal sørge for at TCP tilpasser seg overføringskapasiteten i nettet ] Kalles Congestion window eller cwnd ] Er initielt satt til et segment hvor størrelsen av segmentet er den segmentstørrelsen som er annonsert av mottakeren ] Hver gang en ACK mottas økes cwnd med 1 Datakom høsten

57 UDP ] User datagram protocol ] RFC 768 ] Forbindelsesløs tjeneste \ Det settes ikke opp noen forbindelse mellom avsender og mottaker som med TCP \ Upålitelig \ Garanterer ikke at data kommer frem ] Lite overhead Datakom høsten

58 UDP og fragm ent ering ] Et UDP datagram resulterer hos avsender i et IP datagram ] Et IP datagram kan imidlertid bli fragmentert dersom MTU (Maximum Transfer Unit) er mindre enn størrelsen på IP datagrammet ] Dette settes i sammen hos mottakeren, men hvis det er feil forkastes alle fragmenter ] IP ber ikke om retransmisjon, og heller ikke UDP ] Tjenesten som benytter UDP må derfor ta ansvar for all retransmisjon Datakom høsten

59 UDP - User Dat agram Prot oc ol 8'3+HDGHU RFC768 6RXUFH3RUW 'HVWLQDWLRQ3RUW 8'3OHQJWK 8'3FKHFNVXP 8'3OHQJWK OHQJGHQ DY KHOH GDWDJUDPPHW 8'3FKHFNVXP VMHNNVXP DY KHOH GDWDJUDPPHW Eksempel Datakom høsten