Číslování datagramů

Aktuální verze z 31. 5. 2019, 10:58

Princip

• V datagramových sítích může dojít ke ztrátě či změně pořadí odesílaných datagramů.
• Tyto ztráty řeší transportní vrstva.
• Aby bylo možné vůbec problémy řešit, je třeba:
  1. Očíslovat odesílané segmenty, abychom vůbec zjistili, že se nějaká data ztratila.
  2. Odesilatel si musí pamatovat odeslaná data až do okamžiku, kdy mu příjemce potvrdí, že data v pořádku dorazila.
  3. Příjemce musí odesílat potvrzení o tom, že data dorazila. (I potvrzení se přitom může ztratit.)

Realizace v TCP — pravidla

• Číslujeme odesílané oktety (byte), nikoli celé segmenty (pro případ, že by v rámci přenosu došlo k rozdělení segmentu na více datagramů — dnes nepravděpodobné, ale teoreticky to protokol IP v. 4 může udělat).
• Potvrzení jsou součástí segmentů, odesílaných opačným směrem (pokud nějaké opačným směrem jdou). (Piggy-backing)
• Číslování komunikace začíná náhodně zvoleným číslem (nikoli od jedničky), aby se zamezilo pravděpodobnosti záměny čísel při restartu komunikace či novém spojení. Toto číslo se označuje ISN (Initial Sequence Number).
• Oktet potvrzuji teprve tehdy, kdy jsem řádně obdržel všechny předchozí oktety.

Hlavička TCP

Každý segment TCP má v hlavičce položky

• Sequence Number... pořadové číslo prvního oktetu tohoto segmentu.
• Acknowledgement Number... pořadové číslo dalšího oktetu, který očekávám od partnera.
  • Například pokud pošlu číslo 1320, pak tím říkám, že všechny oktety až po oktet 1319 již mám v pořádku a nyní od partnera požaduji oktet číslo 1320.
  • Může se stát, že při výpadku datagramu příjemce obdrží všechny oktety až po číslo 2500 a následně ještě segment s oktety 3001-3500. V takovém případě musí příjemce nastavit Acknowledgement Number = 2501. Oktety 3001-3500 tak dostane podruhé. Nicméně kdyby uvedl Acknowledgement Number = 3501, pak by mu odesilatel nikdy neposlal znovu oktety 2501-3000.
• Window... Počet oktetů, které lze odeslat předtím, než budou další data potvrzena.

Příklady

Příklad 1 — Sequence Number

Zadání

• Předpokládejme délky segmentů:
  • 1. segment: 856 oktetů,
  • 2. segment: 377 oktetů,
  • 3. segment: ...
• Náhodné číslo, kterým začneme číslování oktetů, bude ISN = 15326.

• Čísla Sequence Number pro jednotlivé oktety budou
  • 1. segment: SeqNum = 15327 = 15326+1 ... začínáme prvním oktetem komunikace, přičteme zvolené startovní číslo.
  • 2. segment: SeqNum = 16183 = 15326+856+1 ... 856 oktetů jsme již odeslali, nyní odesíláme 857. oktet a další oktety až do délky segmentu,
  • 2. segment: SeqNum = 16560 = 15326+856+377+1 ... 16559 oktetů jsme již odeslali, nyní odesíláme další oktety až do délky segmentu,

Příklad 2

Zadání

• Předpokládejme délky segmentů max. 1000 oktetů
• Parametr Window: 2500 oktetů
• Odesíláme: 8300 oktetů dat
• Příjemce a odesilatel si vyberou náhodná čísla: 1520 a 2315.
• Předpokládejme, že nedojde k žádným ztrátám.

Zapište postupně hodnoty Sequence Number a Acknowledgement Number pro jednotlivé odesílané segmenty.

Pořadí odeslaných datagramů

Úkoly

Zdroje

• JamesHFisher.com → What are TCP Sequence Numbers