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TCP – zuverlässiger Ende-zu-Ende-Datenstrom

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  • 1. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit Ausblick TCP: Zuverlässiger Ende-zu-Ende-Datenstrom Vorlesung Rechnernetze Christoph Lange Universität Bremen, Deutschland 2012-02-29 Christoph Lange TCP: Zuverlässiger Ende-zu-Ende-Datenstrom – Vorlesung Rechnernetze 2012-02-29 1
  • 2. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit AusblickTCP im TCP/IP-Referenzmodell Christoph Lange TCP: Zuverlässiger Ende-zu-Ende-Datenstrom – Vorlesung Rechnernetze 2012-02-29 2
  • 3. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit AusblickDaten-Einkapselung Christoph Lange TCP: Zuverlässiger Ende-zu-Ende-Datenstrom – Vorlesung Rechnernetze 2012-02-29 3
  • 4. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit AusblickWarum IP nicht reicht Größenbeschränkung für Pakete theoretisch 216 = 64 Kbit praktisch durch MTU (maximum transmission unit) beschränkt bei Ethernet: 1500 bit Nachrichten, die größer sind, werden fragmentiert: Aufteilung in mehrere Pakete Empfänger muss diese zusammensetzen Fragen Wie kommen alle Pakete beim Empfänger an? Was passiert, wenn eins verloren geht? Christoph Lange TCP: Zuverlässiger Ende-zu-Ende-Datenstrom – Vorlesung Rechnernetze 2012-02-29 4
  • 5. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit AusblickBezeichnung der Daten je Schicht Christoph Lange TCP: Zuverlässiger Ende-zu-Ende-Datenstrom – Vorlesung Rechnernetze 2012-02-29 5
  • 6. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit AusblickDie Transportschicht, TCP TCP = Transmission Control Protocol (RFCs 793, 1122, 1323) zuverlässiger Ende-zu-Ende-Datenstrom Christoph Lange TCP: Zuverlässiger Ende-zu-Ende-Datenstrom – Vorlesung Rechnernetze 2012-02-29 6
  • 7. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit AusblickEigenschaften von TCP zuverlässig: Sender wiederholt Übertragung nach gewisser Zeit (timeout), solange keine Empfangsbestätigung kommt; jedes Segment enthält eine Prüfsumme verbindungsorientiert: Verbindungsaufbau über Drei-Wege-Handshake Datenstrom: TCP-Sender nimmt Datenstrom von Anwendung, teilt ihn in Segmente auf, verschickt jedes als IP-Datagramm TCP-Empfänger setzt fragmentierte IP-Datagramme in der richtigen Reihenfolge zusammen (Sequenznummer!) Christoph Lange TCP: Zuverlässiger Ende-zu-Ende-Datenstrom – Vorlesung Rechnernetze 2012-02-29 7
  • 8. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit AusblickKommunikation über Ports I Auf einem Rechner (d.h. unter einer IP-Adresse) laufen i.d.R. mehrere TCP-basierte Dienste der Anwendungsschicht, . . . . . . unterschieden durch die Portnummer (Anschlussnummer) Socket = (IP-Adresse, Port) fest vergeben („well known“, von der IANA vergeben): 0–1023 z.B. 25 = SMTP, 53 = DNS, 80 = HTTP, 443 = HTTPS registriert (bei der IANA): 1023–49151 dynamisch: 49152–65535 für vorübergehende, kurzfristige Nutzung, z.B. auf der Client-Seite bei Verbindung zu einem „festen“ Port auf dem Server Christoph Lange TCP: Zuverlässiger Ende-zu-Ende-Datenstrom – Vorlesung Rechnernetze 2012-02-29 8
  • 9. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit AusblickKommunikation über Ports II Abbildung: Host A stellt Verbindung zu HTTP-Server auf Host B her (UML-Sequenzdiagramm) Christoph Lange TCP: Zuverlässiger Ende-zu-Ende-Datenstrom – Vorlesung Rechnernetze 2012-02-29 9
  • 10. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit AusblickTCP-Header Sequenznr., Bestätigungsnr., Flags: siehe unten Offset: Beginn der Nutzdaten (variable Headerlänge!) Fenstergröße, Optionen: nächste Vorlesung Prüfsumme über TCP-Header und IP-Quell- und Zieladresse Dringend-Zeiger (Urgent Pointer) auf sofort (ohne Zwischenspeicherung) zu verarbeitende Daten Christoph Lange TCP: Zuverlässiger Ende-zu-Ende-Datenstrom – Vorlesung Rechnernetze 2012-02-29 10
  • 11. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit AusblickZuverlässiger Verbindungsaufbau Abbildung: TCP-Verbindungsaufbau per Drei-Wege-Handshake Christoph Lange TCP: Zuverlässiger Ende-zu-Ende-Datenstrom – Vorlesung Rechnernetze 2012-02-29 11
  • 12. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit AusblickZuverlässiger Verbindungsaufbau Abbildung: TCP-Verbindungsaufbau per Drei-Wege-Handshake Christoph Lange TCP: Zuverlässiger Ende-zu-Ende-Datenstrom – Vorlesung Rechnernetze 2012-02-29 11
  • 13. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit AusblickZuverlässiger Verbindungsaufbau Abbildung: TCP-Verbindungsaufbau per Drei-Wege-Handshake Christoph Lange TCP: Zuverlässiger Ende-zu-Ende-Datenstrom – Vorlesung Rechnernetze 2012-02-29 11
  • 14. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit AusblickZuverlässiger Verbindungsaufbau Abbildung: TCP-Verbindungsaufbau per Drei-Wege-Handshake Christoph Lange TCP: Zuverlässiger Ende-zu-Ende-Datenstrom – Vorlesung Rechnernetze 2012-02-29 11
  • 15. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit AusblickZuverlässige Datenübertragung Übertragung geht in beide Richtungen! Christoph Lange TCP: Zuverlässiger Ende-zu-Ende-Datenstrom – Vorlesung Rechnernetze 2012-02-29 12
  • 16. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit AusblickZuverlässige Datenübertragung Übertragung geht in beide Richtungen! Christoph Lange TCP: Zuverlässiger Ende-zu-Ende-Datenstrom – Vorlesung Rechnernetze 2012-02-29 12
  • 17. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit AusblickZuverlässige Datenübertragung Übertragung geht in beide Richtungen! Christoph Lange TCP: Zuverlässiger Ende-zu-Ende-Datenstrom – Vorlesung Rechnernetze 2012-02-29 12
  • 18. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit AusblickZuverlässiger Verbindungsabbau Christoph Lange TCP: Zuverlässiger Ende-zu-Ende-Datenstrom – Vorlesung Rechnernetze 2012-02-29 13
  • 19. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit AusblickZuverlässiger Verbindungsabbau Christoph Lange TCP: Zuverlässiger Ende-zu-Ende-Datenstrom – Vorlesung Rechnernetze 2012-02-29 13
  • 20. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit AusblickZuverlässiger Verbindungsabbau Christoph Lange TCP: Zuverlässiger Ende-zu-Ende-Datenstrom – Vorlesung Rechnernetze 2012-02-29 13
  • 21. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit AusblickZuverlässiger Verbindungsabbau Bei bidirektionaler Kommunikation dasselbe für jede Richtung Christoph Lange TCP: Zuverlässiger Ende-zu-Ende-Datenstrom – Vorlesung Rechnernetze 2012-02-29 13
  • 22. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit AusblickZusammenfassung TCP (Transmission Control Protocol) verbindungsorientierter, zuverlässiger Ende-zu-Ende-Datenstrom Christoph Lange TCP: Zuverlässiger Ende-zu-Ende-Datenstrom – Vorlesung Rechnernetze 2012-02-29 14
  • 23. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit AusblickWeitere Herausforderungen für TCP NDR Extra3: „Angenommen, das Internet ist voll, wo sollen die Daten dann zwischengelagert werden?“ Bernd Neumann (Staatsminister für Kultur und Medien): „Sie fragen mich jetzt aber auch ganz schwierige Fragen. Wie das jetzt im Einzelnen von Unternehmen zu regeln ist, weiß ich nicht. Ich bin sicher, dass Google, als eine der größten Firmen, ein Konzept hat, wie mit den Daten umzugehen ist. Ich weiß nicht, wann das Internet voll ist, ich kann das auch so gar nicht beantworten; im Augenblick stellt sich die Frage nicht.“ Christoph Lange TCP: Zuverlässiger Ende-zu-Ende-Datenstrom – Vorlesung Rechnernetze 2012-02-29 15
  • 24. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit AusblickNächstes Mal: TCP-Übertragungssteuerung Was macht der Sender, wenn viele Pakete verloren gehen? Wie lange soll der Sender auf eine Empfangsbestätigung warten? Kann der Sender mehrere Pakete auf einmal schicken? Wie teilt der Empfänger mit, dass er keine Segmente mehr aufnehmen kann? Christoph Lange TCP: Zuverlässiger Ende-zu-Ende-Datenstrom – Vorlesung Rechnernetze 2012-02-29 16

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