Protocolo de Transporte - Introducción, Protocolo UDP y Protocolo TCP

ddiaz1610@gmail.com
Profesor Daniel Díaz A.
PropiedadintelectualdeDanielDíaz@2018
Protocolo de Transporte
UDPy 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 2018
 Introducción
 Protocolo UDP
 Protocolo TCP
PROTOCOLO DE
TRANSPORTE

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UDPy TCP
INTRODUCCIÓN

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UDPy TCP
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.

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UDPy TCP
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

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UDPy TCP
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.
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.
►Control de congestión

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UDPy TCP
Protocolo de la Capa de Aplicación
Protocolo de la Capa de Aplicación
Cabecera Parte 1 Cabecera Parte 2 Cabecera Parte 3Segmentos
Si es UDP:
-Puerto de origen y destino
Si es TCP:
-Puerto de origen y destino
-Entrega ordenada
-Acuse de recibo
-Control de flujoSin segmentación, sólo
una aplicación podría
recibir datos

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UDPy TCP
Son números que permiten diferenciar los segmentos
(TCP) y datagramas (UDP) para cada aplicación.
Número de puerto
de origen
Número de puerto
de origen
Número de puerto
de destino
Número de puerto
de destino
Otros campos, según sea el
protocolo de transporte
Otros campos, según sea el
protocolo de transporte
Datos de la Aplicación
ó mensajes
Datos de la Aplicación
ó mensajes
16 bits 16 bits
►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.
El puerto de
origen, de un
cliente, se
genera de
manera
aleatoria.

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

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UDPy TCP
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 envío de datos ubicados
en el segmento hacia un
correcto socket es
demultiplexar.
El trabajo de recolectar datos de diferentes sockets
para crear segmentos y luego enviarlos a la capa de
red es multiplexar.
Adaptación de CISCO

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UDPy TCP
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

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UDPy TCP
Permite conocer las conexiones establecidas.

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UDPy TCP
PROTOCOLO
UDP

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UDPy TCP
Best
Effort
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.
UDP proporciona un servicio de entrega sin
conexión y no confiable, igual que IP.
Esto se conoce con servicio de Envío de DatagramaEnvío de Datagrama.

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UDPy TCP
DatosDatos
Longitud del mensaje UDPLongitud del mensaje UDP Suma de verificación UDPSuma de verificación UDP
Puerto UDP de origenPuerto UDP de origen
0 15 16 31
Puerto UDP de destinoPuerto 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

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UDPy TCP
Servidor
DNS
Puerto:53
Servidor
RADIUS
Puerto:1812
Puerto de origen: 49,160
Puerto aleatorio
Puerto de origen: 50,230
Puerto Aleatorio
Red Red
IP1 IP2
IP3
Responder al puerto
49,160
Responder al puerto
50,230IP1 IP2
1
Solicitud
al puerto
53 Solicitud
al puerto
1812
1
IP3 IP3

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UDPy TCP
Dirección de origenDirección de origen
Dirección de destinoDirección de destino
00 (*)00 (*) Protocolo
11H (**)
Protocolo
11H (**) Long. mensaje UDPLong. mensaje UDP
Puerto UDP de origen Puerto UDP destinoPuerto UDP destino
Long. mensaje UDP 00 0000 00
(*) relleno (**) 11H=17
DatosDatos
Seudo
cabecera
Cabecera
UDP
Datos
UDP
Colocado en
00 00 para
iniciar el
cálculo
Seudo
cabecera
Cabecera
UDP
Datos
UDP
El campo suma de verificación UDP se obtiene:

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UDPy TCP
VerVer HLENHLEN Tipo Serv.Tipo Serv. Longitud totalLongitud total
IdentificadorIdentificador IndicIndic
0 4 8 16 19 31
20bytes
Desplaz de frag.Desplaz de frag.
TTLTTL Protocolo
17
Protocolo
17 Suma de chequeoSuma de chequeo
Dirección de origenDirección de origen
Dirección de destinoDirección de destino
Cabecera
IP
Cabecera
IP
Datos
IP Puerto UDP de origen
08 bytes
Puerto UDP destinoPuerto UDP destino
Long. mensaje UDPLong. mensaje UDP Suma de verificaciónSuma de verificación
Cabecera
UDP
DatosDatos
Ejemplo de algunos datos: DNS,
SNMP, DHCP, RIP, TFTP, VoIP,etc.

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UDPy TCP

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UDPy TCP
6 D 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 0 0 0 0
Cabecera
IP
Cabecera
UDP
Datos
UDP
Datos
IP
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
Cabecera
UDP
Datos
UDP
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 - -

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UDPy TCP
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
Cabecera
UDP
Datos
UDP
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
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
9 91 A3 91 A3
9
91 AC

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UDPy TCP
PROTOCOLO
TCP

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UDPy 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.

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

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UDPy 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.

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UDPy TCP
Longitud de cabecera.
►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.

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UDPy 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.

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

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UDPy TCP
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

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