La Capa de Transport: Funcions, Ports i Sockets en Xarxes TCP/IP

Disseny i Funcions de la Capa de Transport

La capa de transport és el cor de tota jerarquia de protocols.

Funció principal

Proporcionar un transport de dades eficient, fiable i econòmic als processos de la capa d’aplicació, independentment de la xarxa o xarxes físiques.

Ofereix dos tipus de servei: Orientat a connexió i Sense connexions.

Gestió d'errors

Si es produeix un error a les capes inferiors, les quals no poden ser controlades per les superiors, l'error ha de ser solucionat per la capa de transport.

Els errors que gestiona inclouen:

• Desordres.
• Duplicitat.
• Pèrdues d'informació.

Causes d'error comunes:

• Errors del cable.
• Interferències.
• Funcionament inadequat.
• Bloqueig.

Funcions clau a la capa de transport

• Comunicació fiable extrem a extrem:
  • Control d'errors.
  • Control de flux.
• Multiplexatge de diverses connexions.
• Comunicar origen i destí a través d'una xarxa.
• A nivell de transport s'especifica en quina aplicació es vol comunicar.

Elements del Protocol de Transport

Adreces

Quan s'estableix una connexió, amb quin procés remot es connectarà? S'han d'establir adreces de transport.

• El port en el model TCP/IP.
• Les AALSAPs en ATM.

Establiment d'una connexió

El procés típic d'establiment és:

• Client: CONNECT REQUEST
• Servidor: CONNECT RESPONSE

Alliberament d'una connexió

• Alliberament simètric: Dues connexions unidireccionals que s'alliberen cadascuna per separat.
• Alliberament assimètric: S'allibera la connexió en un moment determinat i es poden produir pèrdues de dades.

Control de flux i alliberament de buffer

Ports i Sockets

El Port

Cada procés que s’ha de comunicar amb un altre s’identifica amb un o més ports.

Un port és un número de 16 bits que permet identificar a quin protocol de nivell superior (programa d’aplicació) s’ha de lliurar el segment rebut.

Les aplicacions que envien segments a un host (adreça IP) necessiten identificar processos concrets (ports) dins el sistema.

Ports ben coneguts (Well-known Ports)

1. Assignats a les aplicacions servidores que usen protocols estàndard (ex: servidor HTTP utilitza el port 80).
2. Són assignats per la IANA.
3. Estan dins el rang de 0 a 1023.
4. Permeten als clients trobar els servidors sense necessitat d’informació de configuració.

Ports efímers (Ephemeral Ports)

1. S’assignen a les aplicacions client.
2. Els clients no necessiten ports ben coneguts perquè inicien la comunicació amb els servidors i envien el seu número de port dins el segment.
3. El host en funcionament proporciona un port a cada procés client mentre el necessita.
4. Rang: 1024 a 65535 (port aleatori depenent del Sistema Operatiu).

Els Sockets

El concepte de socket va ser introduït en l’UNIX de Berkeley, i s’ha convertit en un estàndard de facto.

• Una adreça de socket és la tripleta: {protocol, adreça local, procés local}. Exemple: {TCP, 192.168.5.10, 6003}.
• Una associació o connexió és la quíntupla que especifica completament els dos processos d’una connexió: {protocol, adreça local, procés local, adreça exterior, procés exterior}. Exemple: {TCP, 192.168.5.10, 6003, 192.168.5.1, 53}.
• La mitja-associació o connector s’anomena també socket o adreça de transport.
• Una connexió està formada per un socket d'origen i un socket de destí.

Interfícies de Sockets

La interfície del socket es distingeix pels diferents serveis subministrats:

• Interfície de sockets orientada a flux: Servei fiable orientat a connexió.
• Interfície de sockets orientada a datagrames: Servei no orientat a connexió.
• Interfície de sockets a baix nivell: Permet accés directe a protocols de baix nivell, com ara IP i ICMP.