Ch03 transport

MẠNG MÁY TÍNH
(COMPUTER NETWORKING)

J.F Kurose and K.W. Ross. Computer
Networking A Top Down Approach.
6th edition, Addision Wesley, 2013


Nội dung môn học
 Chapter 1: Computer Networks and the Internet
 Chapter 2: Application Layer
 Chapter 3: Transport Layer
 Chapter 4: Network Layer
 Chapter 5: The Link Layer and Local Area Network


Data Link

 Chapter 6: Wireless and Mobile Networks
 Chapter 7: Multimedia Networking
 Chapter 8: Security in Computer Networks
 Chapter 9: Network Management

1.2


Chapter 3: TRANSPORT
LAYER


Mục tiêu

 Hiểu các nguyên tắc đằng sau các dịch vụ lớp transport


Multiplexing/ Demultiplexing



Truyền dữ liệu tin cậy



Điều khiển luồng



Điều khiển tắc nghẽn

 Nghiên cứu các giao thức lớp transport trên Internet


UDP: vận chuyển không kết nối (connectionless)



TCP: vận chuyển hướng kết nối (connection-oriented)



Điều khiển tắc nghẽn TCP

1.4


Chapter 3 outline
3.1 Introduction and Transport-Layer Services
3.2 Multiplexing and Demultiplexing
3.3 Connectionless Transport: UDP
3.4 Principles of Reliable Data Transfer
3.5 Connection-Oriented Transport: TCP


Segment structure



Reliable data transfer



Flow control



Connection management

3.6 Principles of Congestion Control
3.7 TCP Congestion Control

1.5

Chapter 3 outline
3.1 Introduction and Transport-Layer Services
3.2 Multiplexing and Demultiplexing
3.3 Connectionless Transport: UDP
3.4 Principles of Reliable Data Transfer
3.5 Connection-Oriented Transport: TCP


Segment structure



Reliable data transfer



Flow control



Connection management

3.6 Principles of Congestion Control
3.7 TCP Congestion Control

1.6


1.7

3.1.1 Relationship between Transport and
Network Layers
Situation:

 Network layer: logic

Cousins live in two different
houses try to send letter to each
others

communication among
hosts
 Transport layer: logic

 Application messages = letter

communication among
processes

in envelopes
 Processes = cousins
 Host = houses
 Transport-layer protocol = Ann

and Bill
 Network-layer protocol =

postal service

1.8


3.1.2 Overview of the Transport Layer in
the Internet
 Unreliable, connectionless service to the invoking application (User

Datagram Protocol)
 Reliable, connection-oriented service to the invoking application

(Transmission Control Protocol)


Reliable data transfer



Using flow control, sequence number, acknowledgments, and timer



Ensure data is delivered from sending process to receiving process,
correctly and in order



Provides congestion control

 The most fundamental responsibility of UDP and TCP is to extend IP’s

delivery service between two end systems to a delivery service between two
processes running on the end systems
 Extending host-to-host delivery to process-to-process delivery is called

transport-layer multiplexing and demultiplexing.

1.9


Chapter 3 outline
3.1 Introduction and Transport-Layer Services
3.2 Multiplexing and Demultiplexing
3.3 Connectionless Transport: UDP
3.4 Principles of Reliable Data Transfer
3.5 Connection-Oriented Transport: TCP


Segment structure



Reliable data transfer



Flow control



Connection management

3.6 Principles of Congestion Control
3.7 TCP Congestion Control

1.10


Multiplexing/demultiplexing
Demultiplexing at rcv host:
Delivering received segments
to correct socket

Multiplexing at send host:
Gathering data from multiple
sockets, enveloping data with
header (later used for
demultiplexing)

1.13


How demultiplexing works
16-bit# [0-65535]
Well-known port# [0-1023]
 host receives IP datagrams


each datagram has source IP
address, destination IP address



each datagram carries 1
transport-layer segment



each segment has source,
destination port number

TCP/UDP segment format

 host uses IP addresses & port
Well-known port number
[RFC 1700 & RFC 3232]
• HTTP: port # 80
• FTP: port #21, #20

numbers to direct segment to
appropriate socket

When we develop a new application, we must assign the
application a port number!!!!
1.14


Connectionless Demultiplexing
 Create socket with port

 When host receives UDP

numbers:

segment:

DatagramSocket mySocket1 = new
DatagramSocket(12534);



Check dest port number
in segment

DatagramSocket mySocket2 = new
DatagramSocket(12535)



Direct UDP segment to
socket with that port
number

 UDP socket identified by two-

tuple:
(dest IP address, dest port
number)

1.15

 IP datagrams with different

source IP addresses and/or
source port numbers
directed to same socket


Connectionless Demultiplexing

1.16


Connection-Oriented Demultiplexing
 TCP socket được xác định bởi

bộ 4:


source IP address



source port number



dest IP address



dest port number

 Server host có thể hỗ trợ

nhiều socket đồng thời


Mỗi socket được xác
định bởi bộ 4 của nó

 Web servers có các socket

khác nhau cho mỗi kết nối
client

 recv host sử dụng 4 giá trị để

điều hướng segment tới socket
thích hợp

1.17



non-persistent HTTP sẽ
có các socket khác nhau
cho từng yêu cầu

Connection-Oriented Demultiplexing

1.18


Connection-Oriented Demultiplexing:
Threaded Web Server

1.19


Chapter 3 outline
3.1 Introduction and Transport-Layer Services
3.2 Multiplexing and Demultiplexing
3.3 Connectionless Transport: UDP
3.4 Principles of Reliable Data Transfer
3.5 Connection-Oriented Transport: TCP


Segment structure



Reliable data transfer



Flow control



Connection management

3.6 Principles of Congestion Control
3.7 TCP Congestion Control

1.20


UDP: User Datagram Protocol [RFC 768]
 Giao thức Internet transport “đơn

giản hóa”
 “best effort” service, UDP

segment có thể


Bị mất



Vận chuyển không thứ tự đến
app

 Connectionless: không kết nối


Không “handshaking” giữa
bên nhận và bên gởi



Mỗi UDP segment được quản
lý độc lập

1.21

Có UDP để làm gì?
- Khơng thiết lập kết nối 
có thể add delay
- Đơn giản: không lưu
trạng thái kết nối tại
sender, receiver
- Segment header nhỏ
- Không điều khiển tắc
nghẽn: UDP có thể gởi
nhanh nhất theo mong
muốn


UDP: (tt)
 Thường dùng cho các ứng dụng

streaming multimedia


Chịu mất mát (loss tolerant)



Tỷ lệ nhạy cảm (rate sensitive)

 UDP khác dung


DNS



SNMP (Simple Network
Management Protocol)

 Truyền tin cậy trên UDP: thêm khả

năng này tại application layer


Application-specific error
recovery

1.22


UDP checksum
 Goal: kiểm tra các “lỗi” (các bit cờ đã bật lên) trong các segment đã

được truyền đi
Sender:
- đối xử với nội dung

segment như số nguyên
16-bit
- Checksum: bổ sung nội
dung segment (tổng bù
1)
- Sender đặt giá trị
checksum vào trường
UDP checksum

1.23

Receiver:
- Tính tốn checksum của
segment đã nhận
- Kiểm tra giá trị
checksum có bằng với
giá trị trường checksum
hay khơng
- NO: có lỗi xảy ra
- YES: khơng xảy ra
lỗi
Nhưng có thể có những
lỗi khác…(xem ở phần
sau)


Internet Checksum Example
 Ghi chú:


Khi cộng các số, một bít nhớ ở phía cao nhất cần được thêm
vào kết quả

 Kiểm tra checksum: Lấy tổng các số 16-bit (có nhớ) cộng với

checksum: Kết quả là 1111 1111 1111 1111 thì khơng có lỗi, nếu
khác là có lỗi.
 Ví dụ: Cộng 2 số nguyên 16-bit

1.24


Chapter 3 outline
3.1 Introduction and Transport-Layer Services
3.2 Multiplexing and Demultiplexing
3.3 Connectionless Transport: UDP
3.4 Principles of Reliable Data Transfer
3.5 Connection-Oriented Transport: TCP


Segment structure



Reliable data transfer



Flow control



Connection management

3.6 Principles of Congestion Control
3.7 TCP Congestion Control

1.25


Principles of Reliable data transfer
 Quan trọng trong các lớp application, transport, link
 Nằm trong top-10 chủ đề quan trong của mạng
 Đặc thù của kênh truyền không tin cậy sẽ xác định sự phức tạp của

giao thức truyền dữ liệu tin cậy (reliable data transfer protocol – rdt)

1.26


Principles of Reliable data transfer

1.27