02 - Aplicação-Transporte.pdf
- 1. T202 - A/C Redes de Computadores 02 – Aplicação e Transporte Prof. Edson J. C. Gimenez soned@inatel.br 2022/Sem2
- 2. 2 Referências: 1. Kurose & Ross. Redes de Computadores e a Internet: uma abordagem top-down. Capítulos 1 e 2.
- 3. Visão geral de atraso em redes de pacotes Um pacote começa sua transmissão em um sistema final (origem), passa por uma série de roteadores, e termina sua jornada em outro sistema final (destino). Quando um pacote viaja de um nó ao nó, sofre, ao longo desse caminho, diversos tipos de atraso em cada nó, entre eles: Atraso de processamento Atraso de fila Atraso de transmissão Atraso de propagação 3 Kurose & Ross
- 4. Visão geral de atraso em redes de pacotes Atraso de processamento Diz respeito ao tempo exigido para examinar o cabeçalho do pacote e determinar para onde direcioná-lo, podendo também incluir outros fatores, como o tempo necessário para verificar os erros em bits existentes no pacote, que ocorreram durante a transmissão deste, do nó anterior ao roteador. Atrasos de processamento em roteadores de alta velocidade em geral são da ordem de microssegundos, ou menos. Atraso de fila Atraso ocorrido enquanto um pacote espera (na fila) para ser transmitido no enlace. Este atraso dependerá da quantidade de outros pacotes que chegarem antes e que já estiverem na fila esperando pela transmissão no enlace. Na prática, atrasos de fila podem ser da ordem de micro a milissegundos. 4
- 5. Visão geral de atraso em redes de pacotes Atraso de transmissão É o atraso exigido para que o pacote seja totalmente transmitido (colocado) pela placa de saída do roteador no enlace de dados. Sendo o tamanho do pacote L bits e a velocidade de transmissão do enlace R bits/s, este atraso será dado por L / R segundos. Na prática, atrasos de transmissão costumam ser da ordem de micro a milissegundos. = Atraso de propagação O tempo necessário para que um bit possa se propagar desde o inicio do enlace ate o seu final. É uma função da velocidade de propagação do enlace, na faixa de 2x108 m/s a 3x108 m/s, e da distância desse enlace. = 5
- 6. Visão geral de atraso em redes de pacotes 6 Kurose & Ross
- 7. Visão geral de atraso em redes de pacotes Exemplo 1: Uma estação A está transmitindo quadros para uma estação B através de um enlace ponto a ponto com taxa de 1 Mbps. Sabendo-se que o enlace possui comprimento de 5 km, com velocidade de propagação de 300.000 km/s, que os quadros enviados pela estação A (para B) possuem 1000 bytes de comprimento, que as confirmações (respostas) enviadas por B (para A) possuem 10 bytes de comprimento, responda as questões a seguir, considerando que serão transmitidos 5 quadros de A para B: a) Qual é o valor do atraso de propagação relativo ao enlace A – B? b) Qual é o valor do atraso de transmissão de um quadro de A para B? c) Qual é o valor do atraso de transmissão de uma confirmação de B para A? 7
- 8. Visão geral de atraso em redes de pacotes Exemplo 1 – Solução: Taxa de tx no enlace: R = 1 Mbps Comprimento do enlace: Lenlace = 5 km Vel. Propagação do enlace: Vprop = 300000 km/s Comprimento do quadro A: Lquadro_A = 1000 bytes = 8000 bits Comprimento do quadro B: Lquadro_B = 10 bytes = 80 bits a) = = / ≈ 16,67 '( b) )* = + , = - ./ 0 1 . = 8,00 4( c) )5 = + , = - ./ 0 1 . = 80,00 '( 8
- 9. Arquiteturas de aplicações de rede A arquitetura de rede é fixa e provê um conjunto específico de serviços. A arquitetura da aplicação é projetada pelo programador e determina como a aplicação é organizada nos vários sistemas finais. Pode-se classificar as arquiteturas de aplicação em: Arquiteturas cliente-servidor Arquiteturas peer-to-peer (P2P) 9
- 10. Em uma arquitetura cliente-servidor há um hospedeiro sempre em funcionamento, denominado servidor, que atende a requisições de muitos outros hospedeiros, denominados clientes. Características: Os clientes não se comunicam diretamente entre si Os servidores devem ser conhecidos; devem possuir um endereço fixo, de conhecimento público Dependendo do serviço, vários servidores podem ser utilizados Na arquitetura P2P utiliza-se a comunicação direta entre duplas de hospedeiros conectados alternadamente, denominados pares. Uma das características mais fortes da arquitetura P2P é sua auto- escalabilidade. Arquiteturas de aplicações de rede 10
- 11. Arquiteturas de aplicações de rede 11 Kurose & Ross
- 12. Uma aplicação de rede consiste em pares de processos que enviam mensagens uns para os outros por meio de uma rede. Um processo envia mensagens para a rede e recebe mensagens dela através de uma interface de software denominada socket. Socket é a interface entre a camada de aplicação e a camada de transporte dentro de um hospedeiro É também denominado interface de programação da aplicação (application programming interface — API) entre a aplicação e a rede, visto que é a interface de programação pela qual as aplicações de rede são criadas Para identificar o processo receptor, duas informações devem ser especificadas: o endereço do hospedeiro – um endereço IP; um identificador, que especifica o processo receptor no hospedeiro de destino – um identificar de porta (número de porta). Comunicação entre processos 12
- 13. Protocolo de aplicação, sockets e protocolo de transporte. Comunicação entre processos 13 Kurose & Ross
- 14. Transferência confiável de dados Deve garantir que os dados enviados por um processo origem sejam transmitidos correta e completamente para o processo destino. Quando um protocolo de transporte oferece esse serviço, o processo remetente passa seus dados para um socket e confia que eles serão entregues corretamente ao processo destinatário. Pode não ser necessário para aplicações tolerantes à perda, tais como aplicações multimídia. Vazão É a taxa pela qual o processo remetente pode enviar bits ao processo destinatário, podendo oscilar com o tempo. Aplicações sensíveis à largura de banda necessitam de uma vazão mínima garantida, tais como algumas aplicações multimídia. Aplicações elásticas são aquelas que podem usar qualquer quantidade mínima ou máxima disponível, tais como correio eletrônico, transferência de arquivos e transferências Web. Serviços de transporte disponíveis para aplicações14
- 15. Temporização Um protocolo da camada de transporte pode também oferecer garantias de temporização. Aplicações interativas em tempo real, como a telefonia por Internet, ambientes virtuais, teleconferência e jogos multijogadores, exigem restrições de temporização no envio de dados para garantir eficácia. Para aplicações que não são em tempo real, é sempre preferível um atraso menor a um maior, mas não há nenhuma limitação estrita aos atrasos fim a fim. Segurança Um protocolo de transporte pode, além do sigilo, fornecer outros serviços de segurança aos dados trocados entre os processos origem e destino, incluindo integridade dos dados e autenticação do ponto terminal. Serviços de transporte disponíveis para aplicações15
- 16. A Internet (pilha TCP/IP) disponibiliza dois protocolos de transporte para aplicações: o TCP (Transmission Control Protocol) e o UDP (User Data Protocol). Serviços de transporte providos pela Internet 16
- 17. Serviços do TCP O modelo de serviço TCP inclui um serviço orientado para conexão e um serviço confiável de transferência de dados. Serviço orientado para conexão: o TCP faz com que o cliente e o servidor troquem informações de controle de camada de transporte antes que as mensagens de camada de aplicação comecem a fluir. Serviço confiável de transporte: os processos comunicantes contam com o TCP para a entrega de todos os dados enviados sem erro e na ordem correta ao processo destino O TCP inclui ainda um mecanismo de controle de congestionamento, que limita a capacidade de transmissão de um processo (cliente ou servidor) quando a rede esta congestionada entre remetente e destinatário. Serviços de transporte providos pela Internet 17
- 18. Serviços do UDP O UDP é um protocolo de transporte não orientado para conexão Nenhuma troca de informações ocorre antes que os dois processos comecem a se comunicar (troca de dados). É um protocolo simplificado, leve, com um modelo de serviço minimalista. O UDP provê um serviço não confiável de transferência de dados Quando um processo envia uma mensagem para um socket UDP, o protocolo não oferece garantias de que a mensagem chegará ao processo receptor. Além disso, mensagens que chegam de fato ao processo receptor podem chegar fora de ordem. O UDP não inclui nenhum mecanismo de controle de congestionamento. Serviços de transporte providos pela Internet 18
- 19. Serviços não oferecidos pelos protocolos de transporte Tanto o TCP quanto o UDP não oferecem garantias de vazão e de temporização, que podem ser necessário para algumas aplicações. Neste caso, as aplicações devem, já em seu desenvolvimento, serem projetadas para lidar com suas necessidades. Exemplos de aplicações populares da Internet, seus protocolos de camada de aplicação e seus protocolos de transporte subjacentes: Serviços de transporte providos pela Internet 19 Kurose & Ross
- 20. 20 Lista de exercícios 02