Parte1d

Estudo: protocolo de transporte

Estudo de caso: protocolo de transporte
Da especificação à implementação
Máquinas de estados finitos
Máquinas de estados finitos estendida
Tabelas de estados
Pseudocódigo


Camada transporte
Objetivo → melhorar a qualidade do serviço oferecido pela
camada rede
Serviço de transporte
Protocolo de transporte
Modo de transmissão orientado à conexão
Estabelecimento da conexão
Transferência de dados
Liberação da conexão
Supondo a camada transporte entre a aplicação e a
rede (modelo híbrido)

Primitivas do serviço de transporte

Estabelecimento de conexão
T-Connect.Request/Indication
T-Connect.Response/Confirm
Transferência de dados
T-Data.Request/Indication
T-Expedited-Data.Request/Indication
Fechamento de conexão
T-Disconnect.Request/Indication


Implementação de protocolos
Especificação em máquinas de estados finitos estendida
para o transmissor e o receptor
Tradução em linguagem de programação


Cada protocolo está sempre em um estado
específico que consiste em todos os valores de suas
variáveis
Para cada estado, existem zero ou mais transições
possíveis para outros estados
Uma transição pode ocorrer quando um dado é
enviado, um dado chega ou um temporizador
estoura
Gráfico direcionado que mostra todos os estados
como nós e as transições como arcos diferenciados


Teoria de grafos indica quais estados são
alcançáveis e quais não o são (análise de
alcançabilidade)
Eventos tais como a chegada de dados e o estouro
de temporizadores ocorrem
Alcançabilidade usada para detectar erros na
especificação do protocolo
Incompleta → dado chega em um estado e a máquina não
sabe que ação tomar
Bloqueio → existe um conjunto de estados para o qual não
há saída e nenhum progresso pode ser feito

PDUs do protocolo de transporte

CR: Connect Request
CC: Connect Confirm
DR: Disconnect Request
DC: Disconnect Confirm
DT: Data
ED: Expedited Data
AK: Data Acknowledgement
EA: Expedited Data Acknowledgement
RJ: Reject
ER: Error


Exemplo: Conexão
Estabelecimento bem sucedido
Estabelecimento recusado
Desistência de estabelecimento
Dois modelos
Máquinas de estados finitos para as sequências permitidas
para as primitivas
Máquinas de estados finitos estendidas (primitivas e PDUs)


Iniciador Respondedor Iniciador Respondedor

Ocioso

Aguarda Aguarda

Conectado



T_Conn_Req
Ocioso
T_Conn_Req

Aguarda Aguarda

Conectado



T_Conn_Req
CR Ocioso

Aguarda Aguarda

Conectado



T_Conn_Req
CR Ocioso
T_Conn_Ind
T_Conn_Ind

Aguarda Aguarda

Conectado



T_Conn_Req
CR Ocioso
T_Conn_Ind

T_Conn_Resp

Aguarda Aguarda

T_Conn_Resp

Conectado



T_Conn_Req
CR Ocioso
T_Conn_Ind

T_Conn_Resp
CC
Aguarda Aguarda

Conectado



T_Conn_Req
CR Ocioso
T_Conn_Ind

T_Conn_Resp
CC
T_Conn_Conf Aguarda Aguarda

T_Conn_Conf

Conectado



Ocioso

Aguarda Aguarda

Conectado



T_Conn_Req
Ocioso
T_Conn_Req

Aguarda Aguarda

Conectado



T_Conn_Req
CR Ocioso

Aguarda Aguarda

Conectado



T_Conn_Req
CR Ocioso
T_Conn_Ind
T_Conn_Ind

Aguarda Aguarda

Conectado



T_Conn_Req
CR Ocioso
T_Conn_Ind
T_Disc_Req
T_Disc_Req

Aguarda Aguarda

Conectado



T_Conn_Req
CR Ocioso
T_Conn_Ind

T_Disc_Req
DR
Aguarda Aguarda

Conectado



T_Conn_Req
CR Ocioso
T_Conn_Ind
T_Disc_Ind
T_Disc_Req
DR
T_Disc_Ind Aguarda Aguarda

Conectado



Ocioso

Aguarda Aguarda

Conectado



T_Conn_Req
Ocioso
T_Conn_Req

Aguarda Aguarda

Conectado



T_Conn_Req
CR Ocioso

Aguarda Aguarda

Conectado



T_Conn_Req
CR Ocioso
T_Conn_Ind
T_Conn_Ind

Aguarda Aguarda

Conectado



T_Conn_Req
CR Ocioso
T_Conn_Ind

T_Conn_Resp

Aguarda Aguarda

T_Conn_Resp

Conectado



T_Conn_Req
CR Ocioso
T_Conn_Ind

T_Conn_Resp
CC
Aguarda Aguarda

Conectado



T_Conn_Req
CR Ocioso
T_Conn_Ind
T_Disc_Req T_Disc_Req
T_Conn_Resp
CC
Aguarda Aguarda

Conectado



T_Conn_Req
CR Ocioso
T_Conn_Ind
T_Disc_Req
DR T_Conn_Resp

Aguarda Aguarda

Conectado



T_Conn_Req
CR Ocioso
T_Conn_Ind
T_Disc_Req
DR
T_Disc_Ind
Aguarda Aguarda

T_Disc_Ind

Conectado

Estudo de caso: transporte

Máquinas de estados finitos estendidas contém
especificações do tipo condição/ação
Condições para o disparo das transições e ações a serem
tomadas quando as transições forem disparadas
?MSG1/!MSG2 (recebe MSG1 e envia MSG2)



Ocioso Ocioso



T_Conn_Req
Ocioso Ocioso

? T_Conn_Req |
! CR

Espera CC



T_Conn_Req
CR Ocioso Ocioso

? T_Conn_Req |
! CR

Espera CC



T_Conn_Req
CR Ocioso Ocioso
T_Conn_Ind
? T_Conn_Req | ? CR |
! CR ! T_Conn_Ind

Espera CC Espera Resp



T_Conn_Req
CR Ocioso Ocioso
T_Conn_Ind
T_Conn_Resp ! CR ! T_Conn_Ind


? T_Conn_Resp |
! CC

Conectado



T_Conn_Req
CR Ocioso Ocioso
T_Conn_Ind
CC

? T_Conn_Resp |
! CC

Conectado



T_Conn_Req
CR Ocioso Ocioso
T_Conn_Ind
CC
T_Conn_Conf Espera CC Espera Resp

? CC | ? T_Conn_Resp |
! T_Conn_Conf ! CC

Conectado Conectado



Ocioso Ocioso



T_Conn_Req
Ocioso Ocioso

? T_Conn_Req |
! CR

Espera CC



T_Conn_Req
CR Ocioso Ocioso

? T_Conn_Req |
! CR

Espera CC



T_Conn_Req
CR Ocioso Ocioso
T_Conn_Ind
! CR ! T_Conn_Ind




T_Conn_Req
CR Ocioso Ocioso
T_Conn_Ind
T_Disc_Req ! CR ! T_Conn_Ind


? T_Disc_Req |
! DR

Ocioso



T_Conn_Req
CR Ocioso Ocioso
T_Conn_Ind
DR

? T_Disc_Req |
! DR

Ocioso



T_Conn_Req
CR Ocioso Ocioso
T_Conn_Ind
DR
T_Disc_Ind Espera CC Espera Resp

? DR | ? T_Disc_Req |
! T_Disc_Ind ! DR

Ocioso Ocioso



Ocioso Ocioso



T_Conn_Req
Ocioso Ocioso

? T_Conn_Req |
! CR

Espera CC



T_Conn_Req
CR Ocioso Ocioso

? T_Conn_Req |
! CR

Espera CC



T_Conn_Req
CR Ocioso Ocioso
T_Conn_Ind
! CR ! T_Conn_Ind




T_Conn_Req
CR Ocioso Ocioso
T_Conn_Ind


? T_Conn_Resp |
! CC

Conectado



T_Conn_Req
CR Ocioso Ocioso
T_Conn_Ind
CC

? T_Conn_Resp |
! CC

Conectado



T_Conn_Req
CR Ocioso Ocioso
T_Conn_Ind
T_Disc_Req ? T_Conn_Req | ? CR |
CC

? T_Disc_Req | ? T_Conn_Resp |
! DR ! CC

Ocioso Conectado



T_Conn_Req
CR Ocioso Ocioso
T_Conn_Ind
DR T_Conn_Resp ! CR ! T_Conn_Ind


! DR ! CC

Ocioso Conectado



T_Conn_Req
CR Ocioso Ocioso
T_Conn_Ind
DR ! CR ! T_Conn_Ind
T_Disc_Ind

! DR ! CC

Ocioso ? DR | Conectado
! T_Disc_Ind


Para facilitar a implementação, passa-se das
máquinas de estados finitos estendidas para tabelas
de estados
Tabelas de estados contém os eventos e os estados
Eventos chegam em determinados estados


Estado ocioso esperaCC conectado
Evento

T-Con.Req !CR
esperaCC

DR !T-Disc.Ind !T-Disc.Ind
ocioso ocioso

CC !T-Con.Con
conectado

T-Disc.Req !DR !DR
ocioso ocioso

Tabela de estados da Aplicação/Transporte
do transmissor


case estado
Estado ocioso esperaCC conectado ocioso:
Evento se evento = T-Con.Req
começo
T-Con.Req !CR
enviar CR;
esperaCC estado = esperaCC;
!T-Disc.Ind !T-Disc.Ind
fim
DR
ocioso ocioso

CC !T-Con.Con
conectado

T-Disc.Req !DR !DiscReq
ocioso ocioso

Tabela de estados da Aplicação/Transporte
do transmissor


case estado
Estado ocioso esperaCC conectado ocioso:
Evento se evento = T-Con.Req
começo
T-Con.Req !CR
enviar CR;
esperaCC estado = esperaCC;
fim
DR
ocioso ocioso esperaCC:
case evento
CC !T-Con.Con
DR:
conectado
enviar T-Disc.Ind;
T-Disc.Req !DR !DR estado = ocioso;
ocioso ocioso
CC:
enviar T-Con.Con;
estado = conectado;
T-Disc.Req:
Tabela de estados da Aplicação/Transporte enviar DR;
estado = ocioso;
do transmissor


case estado
Estado ocioso esperaCC conectado esperaCC:
Evento
case evento
!ConReq
DR:
T-Con.Req
esperaCC
enviar T-Disc.Ind;
estado = ocioso;
DR !T-Disc.Ind !T-Disc.Ind CC:
ocioso ocioso enviar T-Con.Con;
estado = conectado;
CC !T-Con.Con T-Disc.Req:
conectado enviar DR;
estado = ocioso;
T-Disc.Req !DR !DR
ocioso ocioso
conectado:
se evento = DR
enviar T-Disc.Ind;
estado = ocioso;
Tabela de estados da Aplicação/Transporte senão
se evento = T-Disc.Req
do transmissor enviar DR;
estado = ocioso;


Estado ocioso espera conectado
Evento Resp

ConReq esperaResp
!T-Con.Ind

DiscReq ocioso ocioso

T-Con.Resp conectado
!ConConf

T-Disc.Req ocioso ocioso
!DiscReq !DiscReq

Tabela de estados do Transporte/Aplicação
do receptor


case estado
Estado ocioso espera conectado ocioso:
Evento Resp se evento = ConReq
começo
ConReq esperaResp
estado = esperaResp;
!T-Con.Ind enviar T-Con.Ind;
ocioso ocioso
fim
DiscReq

!ConConf

!DiscReq !DiscReq

Tabela de estados do Transporte/Aplicação
do receptor


case estado
Estado ocioso espera conectado ocioso:
Evento Resp se evento = ConReq
começo
ConReq esperaCR
estado = espera CR;
!T-ConInd enviar T-Con.Ind;
ocioso ocioso
fim
DiscReq
!T-DiscInd !T-DiscInd esperaResp:
case evento
DiscReq:
!ConConf
estado = ocioso;
ocioso ocioso
enviar T-Disc.Ind;
T-Disc.Req
!DiscReq !DiscReq
T-Con.Resp:
estado = conectado;
enviar CC;
T-Disc.Req:
Tabela de estados do Transporte/Aplicação estado = ocioso;
enviar DiscReq;
do receptor


case estado
Estado ocioso esperaCR conectado esperaResp:
Evento
case evento
esperaCR
DiscReq:
ConReq
!T-Con.Ind
estado = ocioso;
enviar T-Disc.Ind;
DiscReq ocioso ocioso T-Con.Resp:
!T-Disc.Ind !T-Disc.Ind estado = conectado;
enviar CC;
T-Con.Resp conectado T-Disc.Req:
!ConConf estado = ocioso;
enviar DiscReq;
conectado:
!DiscReq !DiscReq
se evento = DiscReq
estado = ocioso;
enviar T-Disc.Ind;
Tabela de estados do Transporte/Aplicação senão
se evento = T-Disc.Req
do receptor estado = ocioso;
enviar DiscReq;

Bibliografia

Tanenbaum – Capítulo 1
Kurose – Capítulo 1
L. F. G. Soares, G. Lemos e S. Colcher, “Redes
de Computadores: das LANs, MANs e WANs às
Redes ATM”, 2a edição, Editora Campus, 1995 –
Capítulos 1, 2, 3 e 5
W. Stallings, “Wireless Communications and
Networks”, Prentice Hall, 2002 – Capítulos 3 e 4
W. F. Giozza, J. F. M. de Araújo, J. A. B. Moura
e J. P. Sauvé, “Redes Locais de Computadores:
Tecnologia e Aplicações”, McGraw-Hill, 1986 –
Capítulos 1 e 2

Bibliografia

A. C. P. Pedroza, “Redes de Computadores:
Arquiteturas e Projetos de Protocolos”, Apostila
do GTA/UFRJ, 2001
O. C. M. B. Duarte, “Redes de Computadores”,
Apostila do GTA/UFRJ, 2004

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