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 Ausblick
TCP im TCP/IP-Referenzmodell
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3. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit Ausblick
Daten-Einkapselung
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4. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit Ausblick
Warum 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?
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5. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit Ausblick
Bezeichnung der Daten je Schicht
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6. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit Ausblick
Die Transportschicht, TCP
TCP = Transmission Control Protocol (RFCs 793, 1122, 1323)
zuverlässiger Ende-zu-Ende-Datenstrom
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7. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit Ausblick
Eigenschaften 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!)
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8. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit Ausblick
Kommunikation 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
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9. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit Ausblick
Kommunikation über Ports II
Abbildung: Host A stellt Verbindung zu HTTP-Server auf Host B her
(UML-Sequenzdiagramm)
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10. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit Ausblick
TCP-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
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11. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit Ausblick
Zuverlässiger Verbindungsaufbau
Abbildung: TCP-Verbindungsaufbau per Drei-Wege-Handshake
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12. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit Ausblick
Zuverlässiger Verbindungsaufbau
Abbildung: TCP-Verbindungsaufbau per Drei-Wege-Handshake
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13. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit Ausblick
Zuverlässiger Verbindungsaufbau
Abbildung: TCP-Verbindungsaufbau per Drei-Wege-Handshake
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14. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit Ausblick
Zuverlässiger Verbindungsaufbau
Abbildung: TCP-Verbindungsaufbau per Drei-Wege-Handshake
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15. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit Ausblick
Zuverlässige Datenübertragung
Übertragung geht in beide Richtungen!
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16. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit Ausblick
Zuverlässige Datenübertragung
Übertragung geht in beide Richtungen!
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17. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit Ausblick
Zuverlässige Datenübertragung
Übertragung geht in beide Richtungen!
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18. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit Ausblick
Zuverlässiger Verbindungsabbau
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19. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit Ausblick
Zuverlässiger Verbindungsabbau
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20. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit Ausblick
Zuverlässiger Verbindungsabbau
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21. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit Ausblick
Zuverlässiger Verbindungsabbau
Bei bidirektionaler Kommunikation dasselbe für jede Richtung
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22. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit Ausblick
Zusammenfassung
TCP (Transmission Control Protocol)
verbindungsorientierter, zuverlässiger
Ende-zu-Ende-Datenstrom
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23. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit Ausblick
Weitere 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.“
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24. Wiederholung TCP-Einführung Zuverlässigkeit Ausblick
Nächstes 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?
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