Transportní vrstva, protokoly TCP a UDP

Question 1

Jaky je hlavni ukol Transportní vrstvy?

Answer 1

zajišťovat kontrolu toku dat a opravy chyb (např. ztracených paketů).doručení dat ke konkrétní službě/aplikaci (procesu) běžícím na stanici dosažitelné prostřednictvím konkrétní IP adresy.

Question 2

Co je port?

Answer 2

6 bitový identifikátor, který se uplatňuje jako další adresační stupeň.

Question 3

Jake jsou parametry prenosu dat?

Answer 3

Ztrátovost (packet loss) [%] = množství paketů, která se ztratí během přenosu.

• Zpoždění (delay) [ms] = průměrná doba na doručení paketů mezi zdrojem a cílem.
• Obousměrné zpoždění (Round Trip Time = RTT) [ms] = průměrná doba doručení paketu od zdroje k cíli a zpět (typicky dvojnásobek zpoždění).
• Nestabilita, variabilní zpoždění (jitter) = Kolísání zpoždění

Question 4

Co je problem dvou armád (zahájení spojení)?

Answer 4

Spočívá v tom, že zelená armáda (ZA) vyhraje pouze v okamžiku, když zaútočí na červenou armádu ze dvou stran současně, jinak ZA prohraje. Na společném útoku se ovšem musí obě strany ZA domluvit a potvrdit si jej prostřednictvím poslů. Poslové avšak nemusí na druhou stranu dorazit a tím pádem není jasné, zda útok může skutečně začít. Fáze zahájení útoku jsou následující:
1. Poslat posla s informací o útoku (zpráva).
2. Poslat posla zpět s odpovědí (odpověď).
3. Poslat posla s potvrzením o přijetí odpovědi (potvrzení odpovědi).
Těmto třem kroků se běžně říká 3-cestná výměna (3-way handshake) a používá se na začátku a konci spojení dvou stran. Nicméně spolehlivé konečné řešení tohoto problému neexistuje, neboť vždy je potřeba další potvrzení.

Question 5

Pojmenuj protokoly pro spolehlive dorucovani paketu a rizeni toku

Answer 5

Pro spolehlivé doručování dat:
* Stop & Wait (viz dále)
Pro řízení toku:
* Stop & Go (viz dále)
Pro spolehlivé doručování dat i řízení toku:
* Klouzavé okno (Sliding Window )

Question 6

Popis Stop & Wait

Answer 6

• Jednoduchý, ale velmi málo efektivní.
• Doručuje data přesně v tom pořadí, jak jdou za sebou.

Question 7

Popis Stop & Go

Answer 7

• Dokáže ovlivnit množství paketů, které přichází od vysílače.
• Nedokáže vyřešit problém ztráty paketů

Question 8

Popis Klouzavé okno (Sliding Window )

Answer 8

Složitější, avšak efektivnější než Stop&Wait.
* Více možných implementací (viz. 2. přednáška, slajd 17).
* Dovoluje řízení toku úpravou velikosti okna.
* Úprava velikosti okna se různými mechanismy optimalizuje na základě parametrů přenosu (delay, RTT, packet loss).

Question 9

Algoritmus Stop & Wait

Answer 9

Scénáře:
A) Vysílač pošle paket a čeká do doby, než přijde potvrzení. Pak se pošle další paket.
B) Vysílač pošle paket, na který nedostane potvrzení. Jakmile na vysílači vyprší timeout
indikující chybějící potvrzení, pošle vysílač znovu tentýž paket.

Question 10

Algoritmus STOP & GO

Answer 10

1. Vysílač posílá Pakety (P=i) přijímači posloupnost paketů, jelikož ještě neobdržel od přijímače zprávu STOP).
2. JakmilevysílačzprávuSTOPobdrží,vysílatpřestane. 3. Vysílač čeká do doby, dokud nedostane od přijímače
   zprávu GO.
3. Jakmile vysílač obdrží zprávu Go pak opět začne
   vysílat.

Question 11

Algoritmus klouzavého okna

Question 12

Dělení protokolů transportní vrstvy

Answer 12

Spolehlivé = data jsou vždy doručena od zdroje k cíli, pokud je to možné.
Nespolehlivé = data se doručují k cíli, ale mohou se během přenosu ztratit.

Question 13

Popis Spolehlivé protokolů transportní vrstvy

Answer 13

*Spojově orientované, mezi směrovači se sestavuje a drží virtuální spojení.
* Návrh a implementace je složitější oproti nespolehlivým protokolům.
* Musí obsahovat mechanismy detekce a opravy chyb.
* Dokáží řídit tok, předcházet zahlcení.
* Nejznámější a nejvíce používaným je protokol TCP.

Question 14

Popis nespolehlivé protokolů transportní vrstvy

Answer 14

• Paketově orientované, data se posílají po částech a spojení se nevytváří.
• Jednodušší, snažší implementace oproti spolehlivým.
• V případě spolehlivého řešení na nižší vrstvách OSI modelu jsou v porovnání se spolehlivými rychlejší, jelikož mají menší režii přenosu.
• Nejznámější a nejvíce používaným je protokol UDP.

Question 15

popis TCP (Transmision Control Protocol)

Answer 15

• TCP paket = položka data IP protokolu.
• Umožňuje řízení toku (klouzavé okno) i eliminaci zahlcení (CW = Congestion Window)
• Není šifrovaný.
• Zabezpečený oproti chybám, garantuje i pořadí doručených paketů.
• Tok protokolu TCP je řízen prostřednictvím příznaků v hlavičce paketu (žlutá barva).

Question 16

Příznaky TCP:

Answer 16

U = Urgent, A = ACK (potvrzení), P = aplikační data, R = Reset, S = SYN, F = FIN (viz dále)

Question 17

popis User Datagram Protocol (UDP)

Answer 17

• Přenáší se v položce data paketu IP protokolu.
• Používá se pro jednoduchou výměnu dat.
• V ideálních podmínkách má lepší propustnost než TCP kvůli nižší režii.
• Používá se běžně např. pro přenos hlasu či videa (např. RTP = Real Time Protocol), kde občasná ztráta paketů tolik nevadí.
• Nezabezpečený
• Negarantuje doručení paketů a ani pořadí jejich doručení.