Introduzione al Livello di Trasporto

Introduzione al Livello di Trasporto

• Il livello di trasporto in Internet fornisce un canale di comunicazione end-to-end tra processi applicativi.
• Si occupa di comunicazione tra processi, non solo di dispositivi fisici.
• Offre una comunicazione end-to-end tra i programmi applicativi.

Protocolli di Trasporto

• UDP (User Datagram Protocol):
  • Protocollo senza connessione.
  • Non affidabile (non garantisce la consegna dei dati).
  • Supporta la multiplazione/demultiplazione (gestisce più processi).
  • Fornisce un servizio di datagramma. Ha un controllo minimo degli errori.
• TCP (Transmission Control Protocol):
  • Protocollo orientato alla connessione.
  • Affidabile (garantisce la consegna corretta dei dati).
  • Gestisce il controllo di flusso e di congestione.
  • Fornisce un servizio di stream (flusso di byte).

Indirizzamento dei Processi

• Ogni processo è identificato da un numero di porta (16-bit).
• I numeri di porta da 1 a 1023 sono riservati per servizi standard.
• I numeri di porta da 1024 a 49151 possono essere usati dagli utenti.
• I numeri di porta da 49152 a 65535 sono portati privati assegnati dinamicamente.
• Ogni messaggio include l'indirizzo IP e il numero di porta del mittente e del destinatario.

Formato del Segmento di Livello di Trasporto

• Un segmento è strutturato in campi: numero di porta sorgente, numero di porta destinazione, altri campi di intestazione, dati dell'applicazione.
• Il campo lunghezza specifica la dimensione dei dati contenuti nel segmento.
• Altri campi includono checksum per il controllo degli errori e informazioni di gestione.

TCP - Caratteristiche e Funzionalità

• Comunicazione Full Duplex: Trasferimento contemporaneo dei dati in entrambe le direzioni.
• Controllo di Flusso: Garantisce che il mittente non invia dati più velocemente di quanto il destinatario possa elaborarli.
• Controllo di Congestione: Prevenzione del sovraccarico della rete in caso di alto traffico.

Meccanismi di Ritrasmissione

• Quando un pacchetto viene perso, il mittente lo ritrasmette.
• I timeout permettono di identificare se un pacchetto si è perso e se deve essere rispedito.

Ritrasmissione Adattativa

• Controlla dinamicamente i tempi di ritrasmissione basandosi sulla stima del Round Trip Time (RTT).
• I meccanismi di ritrasmissione adattativa sono fondamentali per la buona gestione della trasmissione in caso di perdite di pacchetto.
• Il Time Out (timeout) è un meccanismo di gestione per decrementare il tempo in attesa di un riscontro (un ack).

Three-Way Handshake (Apertura Connessione)

• Sequenza di tre messaggi per stabilire una connessione affidabile.
• I messaggi TCP comprendono SYN, ACK, e dati.
• Il client e il server scambiano questi messaggi.

Chiusura della Connessione

• La chiusura della connessione è gestita da un doppio handshake che scambia due messaggi FIN e ACK.
• Il processo di chiusura della connessione necessita di messaggi FIN e ACK per garantire chiusura della connessione.

UDP vs TCP

• UDP: semplice, non affidabile. Perfetto per real time application.
• TCP: affidabile, complesso. Perfetto per applicazione che richiedono buona affidabilità delle informazioni.

UDP - User Datagram Protocol

• UDP usa un'intestazione di 8 byte.
• Il checksum di UDP è opzionale.
• UDP non garantisce la consegna corretta dei dati.

Controllo di Congestione

• I servizi di controllo di congestione di TCP limitano la quantità di dati trasmessi per evitare sovraccarico della rete.
• I controlli di congestione di TCP, aiutano a evitare sovraccarico di rete.
• L'algoritmo di controllo di congestione previene fenomeni di blocco in caso di sovraccarico della rete.
• TCP ha tre fasi importanti di gestione di congestione: slow start, congestion avoidance, fast recovery.

Algoritmo di finestra scorrevole (rivisitato)

• Un algoritmo che gestisce in maniera affidabile il flusso di dati in un caso di un processo che invia dati a un processo ricevente.

Multiplexing e Demultiplexing

• Gestione di più flussi applicativi sullo stesso percorso di rete (connessione).

QUIC

• Protocollo di trasporto alternativo più recente che combina le caratteristiche migliori di UDP e TCP.
• QUIC mira a essere più efficiente di TCP in alcune situazioni.

Questo quiz esplora il livello di trasporto in Internet, evidenziando l'importanza della comunicazione end-to-end tra processi applicativi. Analizza i protocolli UDP e TCP, le loro caratteristiche e le differenze principali. Inoltre, discute l'indirizzamento dei processi attraverso i numeri di porta.