Protocolos De Transporte Para Redes Sem Fio
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Protocolos de Transporte
para Redes Sem Fio
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Redes de computadores
Jaguaraci Silva
Ednara
Roteiro
� Introdução� Protocolos de Transporte
� Características do TCP
Redes sem fio
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� Redes sem fio
� Problemas� Redes sem fio
� TCP em Redes sem fio
� Soluções
� Projetos relacionados
� Conclusão
Protocolos de Transporte
Aplicação
ApresentaçãoConfiável
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Apresentação
Sessão
Transporte
Rede
Enlace
Física
TCP UDP
IP
Datagramas
Transmission Control Protocol (TCP) RFC 793
� Protocolos confiáveis de transporte provêm
� Gerenciamento de conexão
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� Gerenciamento de conexão
� Controle de fluxo
� Controle de congestionamento
� Controle de confiabilidade
Transmission Control Protocol (TCP) RFC 793
� Três Fases� Estabelecimento da Conexão
� Transmissão de Dados
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� Encerramento da Conexão
� Flags� SYN – solicitação de conexão
� FIN – Finalização da Conexão
� RST – Reset da Conexão
� ACK – Reconhecimento de recebimento
Transmission Control Protocol (TCP) RFC 793
� Garante a entrega de dados livres de erros e na ordem de envio
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TCPTCPTCP
A A3 A2 A1
A3 A2 A1 B
TCP – Mecanismo de ACKs
A B
A1
A2
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A2
Ack A1
A3
Ack A3
A2
Tim
eou
t
TCP – Round Trip time
� Fundamental para estabelecer um mecanismo de time-out;� Estimativa do tempo total de ida e
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� Estimativa do tempo total de ida e volta de pacotes entre receptor e transmissor;� Monitora as mudanças de rotas para estabelecer um time-out ideal;
TCP – Tratamento do Congestionamento
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TCP – Slow Start
� Testa as condições de rede antes da transmissão;� Observa a taxa de acks e iguala a
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� Observa a taxa de acks e iguala a transmissão na mesma proporção;� Utiliza janela de controle de congestionamento � Mecanismos de RTO (Retransmission time-out), double acks e ICMP para identificar perda de pacotes.
TCP – Congestion Avoidance
� Usa as estimativas RTT e RTO para saber se há perda de pacotes;� Perdas podem ser por corrupção ou
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� Perdas podem ser por corrupção ou congestionamento (buffer cheio);� Controla o tamanho da janela quando ultrapassa o limite máximo do Slow start;
TCP – Fast Retransmit e Recovery
� Verifica se acks são de re-ordenação ou perda de pacotes (<3);� Monitora double acks (> 3)
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� Monitora double acks (> 3)� Ajusta a janela de congestionamento� Uma alternativa ao RTO
Redes sem Fio
� São a realidade corporativa e acadêmica
� As redes sem fio diferem das redes
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� As redes sem fio diferem das redes cabeadas em:
� Presença da mobilidade
� Alto índice de perda de pacotes
� Baixa banda passante
Tecnologias sem Fio Disponíveis� Local Area Network (WLAN)
� 802.11 (Wi-Fi)
� Wide Area Network (WAN)� Espaço dividido em células
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� Espaço dividido em células
� Hand-offs entre estações base
� Ex: GPRS 115 Kbps: TIM, Claro e OI
� Ad-hoc� Ausência de configuração prévia
� Uso de algoritmo guloso
� Ex: notebooks, palmtops, etc.
� Satélites (geoestacionários ou órbitas baixas)
Principais problemas
� Intrínsecos às redes sem fio� Maiores taxas de erros, alta variabilidade na qualidade de conexão, susceptibilidade a interferências externas, hand-offs e existência de
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interferências externas, hand-offs e existência de hidden nodes
� Diversidade de implementação� Diferenças de desempenho e de aderência ao padrão
� Pontos deixados em aberto na especificação
Como os problemas são percebidos na camada de aplicação?
� Maiores taxas de perdas de pacotes e maior incidência de perda de pacotes em rajadas
� Maior variação na latência e maior incidência de entrega de pacotes em rajada
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de entrega de pacotes em rajada
� Alta variabilidade e variações abruptas na qualidade da conexão (menor previsibilidade das conexões)
� Períodos de desconexão mais freqüentes
TCP vs Redes sem Fio
� Degradação do desempenho de TCP em redes sem fio
� Não tratamento da mobilidade
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� Não tratamento da mobilidade
� Desconhecimento da razão da perda de pacotes
� Tamanho das unidades de transmissão
TCP vs RsF – Perda de Pacotes
� Em redes sem fio é difícil definir a razão porque um pacote foi perdido� Congestionamento
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� Corrupção dos dados
� Implica acionar o mecanismo de controle de congestionamento, reduzindo a janela de transmissão e degradando o desempenho
TCP vs RsF – Tamanho dos Pacotes
� Pacotes grandes: alto índice de perdas de pacotes devido a corrupção dos dados
Pacotes pequenos: alta sobrecarga de
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� Pacotes pequenos: alta sobrecarga de cabeçalhos (overhead)
� Consequentemente: perda de desempenho
TCP vs RsF – TCP Ideal
� Retransmissão de pacotes por erro sem acionar o controle de congestionamento (Impossivel)
Alternativa
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� Alternativa� Recuperação da camada de rede
� Evitando a percepção da camada de transporte
� Os mecanismos de controle de congestionamento
TCP vs RsF – Solução
� Fim-a-fim� Os pontos finais da cadeia de comunicação são modificados. Transmissor e receptor são otimizados para redes sem fio.
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otimizados para redes sem fio.
� Divisão de conexão� Divide-se a conexão em duas: entre o transmissor e a radiobase e entre a radiobase e o receptor. A parte sem fio é otimizada.
� Camadas inferiores e superiores
Alguns Projetos
� Camadas superiores� WTCP
� I-TCP
M-TCP
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� M-TCP
� METP
� ESBN
� Freeze TCP
� Camadas inferiores� Snoop TCP
� TULIP
Conclusão
� O TCP não pode ser empregado da mesma forma que nas redes cabeadas;
� Aumento na otimização do TCP é
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� Aumento na otimização do TCP é proporcional ao uso das redes sem fio;
� IETF (Internet Engineering Task Force)
� TCPSAT, MANET, MobileIP e PILC (Link);
� Não existe a melhor solução;
Referências� Kon et al. Desenvolvimento de aplicações adaptativas para
redes IEEE 802.11. Simposio Brasileiro de Redes de Computadores, 2006;
� IME USP. TCP sobre redes sem fio. http://grenoble.ime.usp.br/movel/programacao.html.
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http://grenoble.ime.usp.br/movel/programacao.html. Acessado 08 de julho de 2007;
� Data Network Resource. Transfer Control Protocol, 3-way handshake, TCP sliding window. http://www.rhyshaden.com/tcp.htm. Acessado 08 de julho de 2007;
� RNP. TCP sobre ATM. http://www.rnp.br/newsgen/9909/tcp_atm.html. Acessado 08 de julho de 2007;