Controle de Congestionamento - TCP

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FACULDADE ESTÁCIO SÁ – PE 
SISTEMAS DE INFORMAÇÃO 
 
 
 
REDES DE COMPUTADORES 
 
PROF :DJACIR MACIEL 
 
maciel.estacio@gmail.com 
 
Aula 4 – CONTROLE DE CONGESTIONAMENTO - TCP 
 PROCESSO EM SERVIDORES TCP 
 Cada processo de aplicação sendo executado no 
servidor é configurado para usar um número de 
porta, seja no modo padrão ou manualmente 
através de um administrador do sistema; 
 
 Um servidor individual não pode ter dois serviços 
designados ao mesmo número de porta dentro dos 
mesmos serviços da camada de Transporte. 
 
 PROCESSO EM SERVIDORES TCP 
 
 Um host executando uma aplicação de servidor 
web e uma aplicação de transferência de arquivo 
não pode ter ambos configurados para usar a 
mesma porta (por exemplo, a porta TCP 8080); 
 
 Quando uma aplicação de servidor ativo é 
designada a uma porta específica, essa porta é 
considerada como estando "aberta" no servidor. 
 
 
 PROCESSO EM SERVIDORES TCP 
 Qualquer solicitação de cliente que chega 
endereçada ao soquete correto é aceita e os dados 
são transmitidos à aplicação do servidor; 
 
 Podem haver muitas portas simultâneas abertas 
em um servidor, uma para cada aplicação de 
servidor ativo; 
 
 É comum para um servidor fornecer mais de um 
serviço, como um servidor web e um servidor FTP, 
ao mesmo tempo. 
 PROCESSO EM SERVIDORES TCP 
 
 PROCESSO EM SERVIDORES TCP 
 PROCESSO EM SERVIDORES TCP 
 
 PROCESSO EM SERVIDORES TCP 
 
ESTABELECIMENTO E TÉRMINO DE CONEXÕES TCP 
 
 Quando dois hosts se comunicam usando o TCP, 
uma conexão é estabelecida antes que os dados 
possam ser trocados; 
 
 Depois da comunicação ter sido completada, as 
sessões são fechadas e a conexão é encerrada; 
 
 Os mecanismos de conexão e sessão habilitam a 
função de confiabilidade do TCP 
ESTABELECIMENTO E TÉRMINO DE CONEXÕES TCP 
 
 Cada conexão representa dois fluxos de 
comunicação, ou sessões; 
 
 Para estabelecer uma conexão, os hosts realizam 
um handshake triplo; 
 
 Bits de controle no cabeçalho TCP indicam o 
progresso e o status da conexão. 
ESTABELECIMENTO E TÉRMINO DE CONEXÕES TCP 
 Estabelecimento de conexões TCP 
 
ESTABELECIMENTO E TÉRMINO DE CONEXÕES TCP 
 O handshake triplo : 
 
 Estabelece que o dispositivo de destino está 
presente na rede; 
 
 Verifica se o dispositivo de destino tem um serviço 
ativo e está aceitando solicitações no número de 
porta de destino que o cliente pretende usar para a 
sessão; 
 
 Informa o dispositivo de destino que o cliente de 
origem pretende estabelecer uma sessão de 
comunicação nessa número de porta 
 
 
ESTABELECIMENTO E TÉRMINO DE CONEXÕES TCP 
 Nas conexões TCP, o host que serve como um 
cliente inicia a sessão para o servidor; 
 
 Os três passos no estabelecimento da conexão 
TCP são: 
 
 1. O cliente iniciador envia um segmento contendo 
um valor sequencial inicial, que serve como uma 
solicitação ao servidor para começar uma sessão 
de comunicações; 
ESTABELECIMENTO E TÉRMINO DE CONEXÕES TCP 
 
 2. O servidor responde com um segmento 
contendo um valor de confirmação igual ao valor 
sequencial recebido mais 1, mais seu próprio valor 
sequencial de sincronização; 
 
 
 Este valor de confirmação habilita o cliente a 
submeter à resposta de volta ao segmento original 
que ele enviou ao servidor. 
ESTABELECIMENTO E TÉRMINO DE CONEXÕES TCP 
 
 3. O cliente iniciador responde com um valor de 
confirmação igual ao valor sequencial que ele 
recebeu mais um.; 
 
 Isso completa o processo de estabelecimento da 
conexão; 
ESTABELECIMENTO E TÉRMINO DE CONEXÕES TCP 
 Término de conexões TCP 
ESTABELECIMENTO E TÉRMINO DE CONEXÕES TCP 
 Handshake triplo na prática (Etapa 1) 
ESTABELECIMENTO E TÉRMINO DE CONEXÕES TCP 
 Handshake triplo na prática (Etapa 2) 
 
 
 
ESTABELECIMENTO E TÉRMINO DE CONEXÕES TCP 
 Handshake triplo na prática (Etapa 3) 
 
 
 
ESTABELECIMENTO E TÉRMINO DE CONEXÕES TCP 
 Finalizando a conexão (Etapa1) 
 
 
 
ESTABELECIMENTO E TÉRMINO DE CONEXÕES TCP 
 Finalizando a conexão (Etapa 2) 
 
 
REAGRUPAMENTO DE SEGMENTOS TCP 
 Refazendo o Sequenciamento de Segmentos na 
Ordem Transmitida 
 
 Quando os serviços enviam dados usando o TCP, 
os segmentos podem chegar no seu destino fora 
de ordem; 
 
 Para a mensagem original ser entendida pelo 
receptor, os dados desses segmentos são 
reagrupados na sua ordem original; 
REAGRUPAMENTO DE SEGMENTOS TCP 
 Os números de sequência são designados no 
cabeçalho de cada pacote para alcançar essa 
meta; 
 
 Durante a instalação de uma sessão, um número 
de sequência inicial (ISN) é definido; 
 
 Este número de sequência inicial representa o 
valor de partida para os bytes para esta sessão 
que será transmitida para a aplicação receptora. 
REAGRUPAMENTO DE SEGMENTOS TCP 
 À medida que os dados são transmitidos durante a 
sessão, o número de sequência é incrementado 
pelo número de bytes que foram transmitidos; 
 
 Este rastreamento de bytes de dados habilita a 
cada segmento ser identificado e reconhecido de 
forma única; 
 
 Então, os segmentos perdidos podem ser 
identificados. 
REAGRUPAMENTO DE SEGMENTOS TCP 
 O processo TCP do receptor coloca os dados de um 
segmento em um buffer; 
 
 Os segmentos são colocados na ordem de número de 
sequência apropriada e passados para a camada de 
Aplicação quando reagrupados; 
 
 Quaisquer segmentos que cheguem com números de 
sequência não contíguos são retidos para 
processamento posterior; 
 
 Então, quando os segmentos com os bytes perdidos 
chegam, esses segmentos são processados. 
 
REAGRUPAMENTO DE SEGMENTOS TCP 
 
CONFIRMAÇÃO TCP COM JANELAMENTO 
 Uma das funções do TCP é assegurar que cada 
segmento atinja o seu destino; 
 
 Os serviços TCP no host de destino confirmam os 
dados que ele recebeu para a aplicação de origem; 
 
 O número de sequência do cabeçalho do segmento 
e o número de confirmação são usados juntamente 
para confirmar o recebimento dos bytes de dados 
contidos nos segmentos; 
 
CONFIRMAÇÃO TCP COM JANELAMENTO 
 O número de sequência é o número relativo de 
bytes que foram transmitidos nessa sessão mais 1 
(que é o número do primeiro byte de dado no 
segmento corrente); 
 
 O TCP usa o número de confirmação em 
segmentos enviados de volta à origem para indicar 
o próximo byte que o receptor espera receber 
nessa sessão; 
 
 Isto é chamado de Confirmação Esperada. 
CONFIRMAÇÃO TCP COM JANELAMENTO 
 
CONFIRMAÇÃO TCP COM JANELAMENTO 
 De acordo com a figura anterior, se o host de envio 
tiver que esperar pela confirmação de recebimento 
de cada 10 bytes, a rede teria muito overhead; 
 
 Para reduzir o overhead dessas confirmações, 
múltiplos segmentos de dados podem ser enviados 
e confirmados com uma única mensagem TCP na 
direção oposta; 
 
 Este confirmação contém um número de 
confirmação baseado no número total de bytes 
recebidos na sessão. 
 
CONFIRMAÇÃO TCP COM JANELAMENTO 
 Por exemplo, começando com um número de 
sequência de 2000, se 10 segmentos de 1000 
bytes cada fossem recebidos, o número de 
confirmação 12001 seria retornado à origem; 
 
 A quantidade de dados que a origem pode 
transmitir antes que uma confirmação seja recebida 
é chamada de tamanho da janela; 
 
 O Tamanho de Janela é um campo no cabeçalho 
TCP que habilita o gerenciamento de dados 
perdidos e controle de fluxo. 
 RETRANSMISSÃO EM TCP 
 Lidando com a Perda de Segmento 
 
 Não importa quanto uma rede seja bem projetada, 
a perda de dados ocorrerá ocasionalmente; 
 
 Portanto, o TCP fornece métodos para gerenciar 
essas perdas de segmentos; 
 
 Entre estes métodos há um mecanismo que 
retransmite segmentos com dados não 
confirmados. 
 RETRANSMISSÃO EM TCP 
 Um serviço de host de destino usandoTCP geralmente 
reconhece os dados apenas para bytes sequenciais 
contíguos; 
 
 Se estiver faltando um ou mais segmentos, apenas os 
dados nos segmentos que completam o fluxo serão 
confirmados; 
 
 Por exemplo, se os segmentos com números de 
sequência de 1500 a 3000 e de 3400 a 3500 fossem 
recebidos, o número de confirmação seria 3001. 
 
 Isto porque existem segmentos com os números de 
sequência de 3001 a 3399 que não foram recebidos. 
 RETRANSMISSÃO EM TCP 
 Quando o TCP no host de origem não recebeu uma 
confirmação depois de um período pré-determinado de 
tempo, ele voltará ao último número de confirmação 
que recebeu e retransmitirá os dados a partir daquele 
ponto para frente; 
 
 O processo de retransmissão não é especificado pela 
RFC, mas é deixado para a implementação específica 
do TCP. 
 
 Vídeo 
 
 
 
CONTROLE DE CONGESTIONAMENTO TCP – 
MINIMIZANDO A PERDA DE SEGMENTOS 
 O TCP também fornece mecanismos para o 
controle de fluxo; 
 
 O controle de fluxo ajuda na confiabilidade de 
transmissões TCP através do ajuste da taxa de 
fluxo de dados efetiva entre os dois serviços na 
sessão; 
 
 Quando a origem é informada de que uma 
quantidade especificada de dados nos segmentos 
é recebida, ela pode continuar a enviar mais dados 
para essa sessão. 
 
 
CONTROLE DE CONGESTIONAMENTO TCP – 
MINIMIZANDO A PERDA DE SEGMENTOS 
 O campo Tamanho de Janela no cabeçalho TCP 
especifica a quantidade de dados que podem ser 
transmitidos antes que uma confirmação precise 
ser recebida ; 
 
 O tamanho de janela inicial é determinado durante 
a inicialização da sessão através do handshake 
triplo. 
 
 O mecanismo de feedback do TCP ajusta a taxa 
efetiva de transmissão de dados até o fluxo 
máximo que a rede e o dispositivo de destino 
podem suportar sem perda; 
CONTROLE DE CONGESTIONAMENTO TCP – 
MINIMIZANDO A PERDA DE SEGMENTOS 
 
CONTROLE DE CONGESTIONAMENTO TCP – 
MINIMIZANDO A PERDA DE SEGMENTOS 
 Durante o atraso no recebimento de uma confirmação, 
o remetente não enviará quaisquer segmentos 
adicionais para essa sessão; 
 
 Em períodos em que a rede está congestionada ou os 
recursos do host de recebimento estão extenuados, o 
atraso pode aumentar; 
 
 À medida que este atraso aumenta, a taxa de 
transmissão efetiva dos dados para esta sessão 
diminui; 
 
 A diminuição da velocidade na taxa de dados ajuda a 
reduzir a contenção de recursos. 
 
 
 
 
 
 Final - Camada de Transporte