Transportschicht

Einführung

• Bindeglied zwischen transportorientierten und anwendungsorientierten Schichten
• Zuordnung von Datenpakten an Anwendung
• Logische End-zu-End-Verbindung
• Protokolle
  • Verbindungsorientiert, TCP
  • Verbindungslos, UDP

Sockets

bezeichnet Kombination aus IP-Adresse und Port

Client-Socket verbindet sich mit Server-Socket

Ports

• Endpunkt-zu-Endpunkt Kommunikation
• Adressierung der Anwendung auf Host
• Portnummer sind 16Bits, 2 Bytes
  • im Bereich 0 bis 65 535
• gibt anw welcher Dienst angesprochen wird
• Server Ports unter Port 1024

Standard Ports

UDP - User Datagram Protocol

• Übertragungseinheit auf Schicht 4 sind Segmente
• Datenübertragung
• Transaktionsorientiert
  • einfache Anfrage
  • einfache Antwort über Netzwerk
  • Bsp.: Zeitabfragen (NTP), Namensauflösung (DNS)
• Einfach
  • Header hat nur Quell und Ziel Port, Länge und Prüfsumme
• Verbindungslos
  • geeignet für große Anzahl von Clients
  • Bsp.: IP-Fernsehen, Broadcasts
• Keine Wiederholungen von verlorenen Paketen
  • geeignet für Echtzeit Anwendungen
  • Bsp.: VoIP, Spiele, Streaming
• schnell
• Nachteile
  • Sende-Reihenfolge und Empfangs-Reihenfolge können unterschiedlich sein
  • verlorene Pakete nicht wiederholt
  • Sender keine hat keine Bestätigung ob Paket angekommen ist

TCP - Transmission Control Protocol

• Zuverlässige Übertragung von Daten

• Bestätigung von Datenempfang

• Wiederholung von verlorenen Paketen

• vergibt Sequenznummer um verlorene Pakete zu bemerken

• nummerieren den unstrukturierten aber geordneten Datenstrom

• Verbindungsorientiert

• Geordnete Datenreihenfolge

• Bestätigung von empfangenen Daten

• Wiederholung verlorener Pakete

• Fehlererkennung

• Flusskontrolle

  • Empfänger informiert Sende ob Daten gesendet werden sollen, Schiebefenster

• Beispiel

  • Länge des Datenstroms: 5 Bytes
  • Maximale Segmentgröße (Max Segment Size): 1460 Byte
  • MSS = MTU - 40 Bytes für IPv4 und Header
  • wobei MTU (Maximum Transfer Unit = Max IP-Paketgröße) bei Ethernet 1500 Bytes, DSL 1492 Bytes

• Anhand Sequenznummer kann Empfänger
  • Reihenfolge korrigieren
  • doppelte Segmente aussortieren
• Länge eines Segments ist aus IP-Header bekannt
  • für die Entdeckung von Lücken und neuen Anfordern von Segmenten
• Bei Öffnung von Verbindung (Dreiwege-Handshake)
  • Partner tauschen Kontrollinformationen aus
  • garantiert das Partner existiert und Daten annimmt

Handshake

Verbindungsaufbau

1. Client sendet Segment mit SYN=1 und fordert zur Synchronisation eine Folgenummer - Synchronize
2. Server sendet als Bestätigung Segment mit ACK=1 und forder mit SYN=1 zur Synchronisation der Folgenummer auf - Synchronize Acknowledge
3. Client bestätigt mit Segment ACK=1, Verbindung wurde Aufgebaut - Acknowledge

• Anfangs-Sequenznummer x und y werden zufällig bestimmt
• noch kein Austausch von Nutzdaten

Datenübertragung

1. Client sendet 1000 Byte Nutzdaten
2. Server bestätigt Empfang ACK=1 und fordert ACK=1101 als neues Segment an - 400 Byte Nutzdaten
3. Client sendet weitere 1000 Byte Nutzdaten und Empfangsbestätigung ACK=1 und Anforderung des nächsten Segments ACK=901
4. Server bestätigt Empfang ACK=1 und fordert ACK=2101 als neues Segment an

Verbindungsabbau

1. Client sendet Abbauwunsch FIN=1
2. Server bestätigt ACK=1
3. Server Sender Abbauwunsch FIN=1
4. Client bestätigt ACK=1

• kein Austausch von Nutzdaten

NAT - Network Address Translation

• auf Schichten 3 und 4
• Kommunikation von Rechnern eines Netzes über eine NUR IP-Adresse
• Heimrouter