Programmazione su Reti Il livello trasporto di TCP/IP: TCP e UDP Giuseppe Persiano Dipartimento di Informatica ed Applicazioni Università degli Studi di Salerno http://www.dia.unisa.it/~giuper

I protocolli TCP e UDP TCP e UDP OSI Internet Protocol Suite Application Telnet FTP SMTP SNMP NFS Presentation XDR Session RPC Transport TCP e UDP Network IP ICMP Protocolli di routing Arp e Rarp Data Link Non Specificati Physical OSI Internet Protocol Suite G. Persiano -- Dipartimento di Informatica ed Appl. Università di Salerno -- http://www.unisa.it/~giuper

Transport Layer in TCP/IP Fornisce un flusso di dati tra due host da passare allo strato Application TCP/IP prevede due protocolli di trasporto TCP (Transmission Control Protocol) garantisce un flusso affidabile di dati tra due host spezzetta i dati in segmenti della taglia appropriata gestisce acknowledgement dei segmenti controllo del flusso UDP (User Datagram Protocol) spedisce datagram tra i due host G. Persiano -- Dipartimento di Informatica ed Appl. Università di Salerno -- http://www.unisa.it/~giuper

TCP e UDP: Porte Diverse applicazioni possono usare lo stesso trasporto allo stesso istante sullo stesso host. TCP e UDP identificano le applicazioni mediante numeri di porta a 16 bit. Sistemi UNIX hanno il concetto di porta riservata porte con numero da 1 a 1023 possono essere usate solo da processi con privilegi di superuser G. Persiano -- Dipartimento di Informatica ed Appl. Università di Salerno -- http://www.unisa.it/~giuper

TCP e UDP: demultiplexing Appl. 1 porta 24561 Appl. 2 porta 21345 Appl. 3 porta 26890 Trasporto Network G. Persiano -- Dipartimento di Informatica ed Appl. Università di Salerno -- http://www.unisa.it/~giuper

TCP e UDP: Porte L'assegnazione della porta di protocollo ad un processo da parte del sistema operativo avviene sotto richiesta del processo stesso. Come si assegna una porta di protocollo ad un processo? Esistono due metodologie fondamentali: Assegnazione statica; Assegnazione dinamica (portmapper). G. Persiano -- Dipartimento di Informatica ed Appl. Università di Salerno -- http://www.unisa.it/~giuper

Modello Client Server (informale) Due attori: client e server Server: fornisce un servizio Web server rende disponibile pagine html ed altri servizi. Applicazione server si lega ad una porta locale ed attende richieste di servizio dal client. Client: richiede un servizio dal server Web browser richiede una pagina html al web server. Applicazione client si lega ad una porta locale ed invia una richiesta al server. G. Persiano -- Dipartimento di Informatica ed Appl. Università di Salerno -- http://www.unisa.it/~giuper

Dove è il server? Il client deve conoscere l’indirizzo applicativo del server per potersi connettere: Indirizzo IP dell’host su cui gira l’applicazione server. Porta a cui è legata l’applicazione server. Il server non ha bisogno di conoscere l’indirizzo del client: Quando questi si connetterà, il server conoscerà l’indirizzo del client. G. Persiano -- Dipartimento di Informatica ed Appl. Università di Salerno -- http://www.unisa.it/~giuper

Localizzazione del server La parte server di applicazioni C/S di larga diffusione si legano sempre alla stessa porta chiamata la well-known port dell’applicazione. Ad esempio: server web (Apache, MSIS) si legano alla porta 80 di TCP (protocollo HTTP) server telnet (telnetd) è associato alla porta 23 di TCP (protocollo telnet) Server per gestione posta (sendmail) utilizza la porta 25 di TCP (protocollo SMTP) G. Persiano -- Dipartimento di Informatica ed Appl. Università di Salerno -- http://www.unisa.it/~giuper

UDP: User Datagram Protocol (RFC 768) Protocollo di trasporto di tipo non connesso Aggiunge due funzionalità a quelle di IP: multiplexing delle informazioni tra le varie applicazioni tramite il concetto di porta checksum (opzionale) per verificare l’integrità dei dati Ogni operazione di output di un’applicazione che utilizza UDP come trasport produce esattamente un datagram UDP G. Persiano -- Dipartimento di Informatica ed Appl. Università di Salerno -- http://www.unisa.it/~giuper

UDP: Header 4 8 16 19 24 31 UDP Source Port UDP Destination Port 4 8 16 19 24 31 UDP Source Port UDP Destination Port UDP Message Length UDP Checksum DATA G. Persiano -- Dipartimento di Informatica ed Appl. Università di Salerno -- http://www.unisa.it/~giuper

UDP: PDU Porta di provenienza UDP: Porta di destinazione UDP: è un campo di 16 bit che contiene il numero di porta di protocollo del processo mittente, è facoltativa. Viene usata per comunicare al processo destinazione il numero di porta a cui dovrebbe spedire eventuali risposte. Porta di destinazione UDP: è un campo il cui contenuto è analogo al precedente, ma riferito alla destinazione. Infatti contiene il numero di porta di protocollo del processo destinazione. G. Persiano -- Dipartimento di Informatica ed Appl. Università di Salerno -- http://www.unisa.it/~giuper

UDP: PDU Lunghezza del messaggio: Checksum: Contiene il numero totale di ottetti (parole di 8 bit) del datagramma UDP. In esso saranno contenuti dei valori positivi superiori o uguali ad 8, che rappresenta il valore minimo ammissibile (datagramma formato dalla sola intestazione). Checksum: Campo facoltativo di 16 bit E’ calcolato come funzione dell’header UDP, dati UDP e pseudo-header UDP (parte dell’header TCP) G. Persiano -- Dipartimento di Informatica ed Appl. Università di Salerno -- http://www.unisa.it/~giuper

UDP: PDU Per calcolare il valore da inserire nel campo Checksum, il software crea una pseudo-intestazione composta dai seguenti campi: G. Persiano -- Dipartimento di Informatica ed Appl. Università di Salerno -- http://www.unisa.it/~giuper

UDP: PDU G. Persiano -- Dipartimento di Informatica ed Appl. Università di Salerno -- http://www.unisa.it/~giuper

UDP: Caratteristiche User Datagram Protocol (UDP) fornisce un servizio di recapito dei datagrammi connectionless ed inaffidabile, usando l'IP per trasportare messaggi da una macchina ad un'altra; E' simile all'IP, ma il messaggio UDP contiene sia il numero di porta di destinazione che quello di origine, rendendo possibile al software UDP di destinazione di recapitare il messaggio al corretto ricevente (programma od utente), ed a quest'ultimo di inviare una replica. G. Persiano -- Dipartimento di Informatica ed Appl. Università di Salerno -- http://www.unisa.it/~giuper

UDP: Caratteristiche L'inaffidabilità è quella propria dell'IP, in quanto l'UDP non prevede nessun protocollo per il controllo dell'errore: non usa acknowledgement per assicurare al mittente che i messaggi siano arrivati, Non dispone le sequenze di datagrammi in ordine e non fornisce una retroazione per il controllo del rate del flusso di informazioni tra macchine. I messaggi UDP possono essere persi, duplicati oppure arrivare fuori ordine; inoltre i datagrammi possono arrivare più velocemente di quanto il ricevente sia in grado di processarli. G. Persiano -- Dipartimento di Informatica ed Appl. Università di Salerno -- http://www.unisa.it/~giuper

UDP: applicabilità Utile quando: si opera su rete locale l’applicazione mette tutti i dati in un singolo pacchetto non è importante che tutti i pacchetti arrivino a destinazione l’applicazione gestisce meccanismi di ritrasmissione G. Persiano -- Dipartimento di Informatica ed Appl. Università di Salerno -- http://www.unisa.it/~giuper

UDP: applicazioni Le applicazioni principali che utilizzano UDP sono: NFS (Network File System) Talk Applicazioni Runix rwho ruptime ... G. Persiano -- Dipartimento di Informatica ed Appl. Università di Salerno -- http://www.unisa.it/~giuper

Frammentazione IP Ogni interfaccia ha un MTU (Maximum Transferable Unit) associata che definisce la grandezza massima di un frame. Esempio: frame ethernet <= 1500byte di dati 20 byte header IP 8 byte header UDP 1472 byte di dati Datagrammi IP che eccedono la MTU devono essere frammentati. G. Persiano -- Dipartimento di Informatica ed Appl. Università di Salerno -- http://www.unisa.it/~giuper

Frammentazione IP Identification flag fragment offset total length viene copiato in ciascun frammento flag more fragment=1 per tutti i frammenti tranne l’ultimo don’t fragment=1 il datagramma non deve essere frammentato fragment offset contiene offset del frammento relativamente all’inizio del datagramma originario total length modificato per riflettere la nuova lunghezza G. Persiano -- Dipartimento di Informatica ed Appl. Università di Salerno -- http://www.unisa.it/~giuper

ICMP Unreachable Error (Fragmentation Required) Se per un datagram con flag DF settato è necessaria la frammentazione viene generato un errore unreachable type 3 code 4 contiene MTU della rete del next hop Path MTU può essere scoperta anche con traceroute G. Persiano -- Dipartimento di Informatica ed Appl. Università di Salerno -- http://www.unisa.it/~giuper