1. Protokolle der OSI-Schicht 4
TCP und UDP (Übung)
Kapitel 9.2
Netze und Protokolle
Dipl.-Wirtsch.-Ing. Kim Bartke
Institut für Kommunikationstechnik
www.ikt.uni-hannover.de
2. Wo stehen wir?
Müller
Host Häuser
Anne
Applikation Brief
Transport Anne+Bill
Netzwerk Post
Link Verteiler
Bitübertragung
Bill
Smith
(2)
3. Aufgaben der Transportschicht (1)
Welche Aufgabe hat die Transportschicht bzw. welche
Leistungen bietet sie dem Nutzer?
(3)
4. Example: TCP
The applications require from the network:
Guaranteed transmission of info packets
Transmission in sequence
Support of indefinite message length
Synchronization support between transmitter and
Application Application
receiver
Flow control from the transmitter
Support for several transceiving processes
??? ???
IP IP
The network is able to create:
Lost messages
Messages out of sequence
Layer 2 Layer 2
Replication of messages
Limitations in size of messages
Varying latencies (delays)
Layer 1 Layer 1
A single connection between two terminals
Transportsystem
(4)
5. Aufgaben der Transportschicht (2)
„geeignete“ Ende-zu-Ende Verbindung herstellen
Beispiel: Byte-Pipe, Socket
Gruppe von Transport-Operationen (Diensten)
was „geeignet“ heißt, wird in den folgenden Folien
deutlicher am Beispiel Internet
viele Vorgänge vergleichbar mit Schicht 2, aber hier immer
Ende-zu-Ende
Verbindungsaufbau
Flusskontrolle/Steuerung
Fehlerüberwachung
Folgesteuerung
(5)
7. Verbindungsart der Transportschicht (2)
verbindungsorientiert und verbindungslos (vergleichbar
mit entsprechenden Vermittlungsdiensten)
verbindungsorientiert
Verbindungsaufbau, Datenübertragung, Verbindungsabbau
(Flusssteuerung)
sicher
verbindungslos
Keine Flusskontrolle/Flusssteuerung
unsicher
(7)
8. Trennung von Transport- und
Vermittlungsschicht (1)
Warum existieren im OSI-Modell zwei getrennte Schichten
(3 & 4), die sich in ihren Eigenschaften so ähnlich sind?
(8)
9. Trennung von Transport- und
Vermittlungsschicht (2)
„geeignet“: Anpassung der Transporteigenschaften an
das darunterliegende Netz
Beispiel:
Vermittlungsschicht: verbindungslos, unzuverlässig
Netz: Paketverluste, Routerausfälle
Anwendung: erwartet sicheren Transport, verbindungsorientiert
Transportprotokoll muss den Dienst zur Verfügung stellen
(9)
10. Parameter der Dienstqualität (1)
Nennen Sie Parameter, die zur Charakterisierung der
Dienstgüte (QoS) verwendet werden können.
(10)
11. Parameter der Dienstqualität (2)
Dauer des Verbindungsaufbaus
Je kürzer die Verzögerung, desto besser
Ausfallwahrscheinlichkeit beim Verbindungsaufbau
Vorgegebener Zeitraum
z. B. durch Netzverstopfungen verursacht
Durchsatz
Anzahl der Nutzerbytes pro Sekunde
Übertragungsverzögerung
Ende-zu-Ende Verzögerung
Restfehlerrate (Fehlersicherung)
Anzahl verloren gegangener im Verhältnis zu versendeten Nachrichten
nur theoretisch gleich Null
Schutz
Verschlüsselung
Priorität
Störungsausgleichverhalten
Wahrscheinlichkeit für Beendigung der Verbindung bei Problemen
(11)
12. Transportprotokolle im Internet (1)
Nennen Sie die wesentlichen Eigenschaften des Transport
Control Protocol (TCP) und des User Datagram Protocol
(UDP)!
(12)
13. Transportprotokolle im Internet (2)
UDP
verbindungslos, unzuverlässig
wenig Overhead
TCP
verbindungsorientiert (vollduplex, Punkt-zu-Punkt), zuverlässig
relativ großer Overhead
Flusskontrolle, Sequenzrekonstruktion
(13)
18. TCP: Datenübertragung / Fehlersicherung
(1)
Durch welche Protokolle wird in Computernetzwerken eine
sichere Datenübertragung gewährleistet?
(18)
19. TCP: Datenübertragung / Fehlersicherung
(2)
Automatic Repeat Request (ARQ)
positive Bestätigungen (ACK)
go back n
ggf.: selective repeat
(19)
20. Continuous ARQ-Protocols for full duplex
channels
frame 1 frame 1
frame 2 frame 2
ACK 1 ACK 1
frame 3 frame 3
ACK 2 ACK 2
frame 4 frame 4
frame 5 frame 5
discard 4 ACK 4
frame 3 frame 3
discard 5 ACK 5
frame 4 ACK 3 ACK 3
frame 5 ACK 4
ACK 5
selective
Go back n
time
time
repeat
Go back n is easier to implement, selective repeat is more efficient!
(20)
21. TCP: Datenübertragung / Fehlersicherung
(3)
Erläutern Sie das Prinzip der Datenübertragung bei TCP
anhand eines MSC!
(21)
26. TCP: Fenstermechanismus (2)
Sie bestimmt die maximal
erlaubte Menge an Bytes, die
gesendet werden darf, ohne
eine Bestätigung (ACK) zu
empfangen!
Repräsentation des freien
Speichers im Empfänger
(Empfängerkapazität)
(26)
29. TCP: Fenstermechanismus (5)
Durch Einführung eines zweiten Fensters (Überlastfenster,
Congestion-Window (CW))
Repräsentation der Netzkapazität
das Minimum der beiden Fenster ist für den Sender
maßgebend
d. h. Minimum für das, was der Sender und der Empfänger
für angemessen halten
(29)
32. TCP: Fenstermechanismus (8)
Ist bei einem Netz mit hoher Datenrate und hohen Delay
(Transatlantikverbindung) bei geringer Auslastung ein
großes oder ein kleines Fenster sinnvoll? Begründen Sie
Ihre Antwort!
(32)
33. TCP: Fenstermechanismus (9)
Groß, da die Bestätigungen des Empfängers erst nach
großer Verzögerung bei dem Empfänger eintreffen
Die mittlere Datenrate wäre bei einem kleinen Fenster sehr
gering, weil nur wenige Pakete gesendet würden und dann
wieder lange auf eine Bestätigung gewartet werden
müsste.
(33)
34. TCP: Fenstermechanismus (10)
Warum wird ab dem Schwellwert nicht mehr eine
exponentielle sondern eine lineare Vergrößerung des CW-
Fensters angewendet?
(34)
38. TCP Performance (1)
Warum kann es bei Verwendung von TCP auf drahtlosen
Verbindungen im Vergleich zu gleichratigen
drahtgebundenen Verbindungen zu
Performanceeinbrüchen kommen?
(38)
39. TCP Performance (2)
auf drahtlosen Verbindungen treten vermehrt
Paketverluste bei der Übertragung auf (auch bei geringer
Belastung)
falsche Einstellung beim Congestion-Window, da
angenommen wird, dass Paketverluste nur durch
Warteschlangenüberläufe erzeugt werden
(39)
40. Transportprotokolle im Internet (1)
Es sollen UDP und TCP-Datenströme über eine
Verbindung übertragen werden. Welche Probleme können
hierbei durch die unterschiedlichen Eigenschaften
auftreten?
(40)
41. Transportprotokolle im Netz (2)
UDP kennt keine Flusskontrolle und reagiert nicht auf
Paketverluste
wenn eine Quelle einen konstanten UDP-Datenstrom
erzeugt und die Wartezeiten aufgrund der großen
Warteschlangen des überlasteten Links zu groß für die
Timer des TCP werden, wird TCP seine Datenrate
verringern (CW-Einfluss)
die zur Verfügung stehende Restdatenrate wird nicht
optimal genutzt und im Extremfall wird TCP nahezu
komplett „verdrängt“
(41)
