Six drapeaux

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1 Port source Port de destination Numéro de séquence Pointeur urgent Numéros de port un numéro de port est un entier de 16 bits les ports réservés (well known ports) de à 123 les ports de connexion (registered ports) de 124 à les ports dynamiques (dynamic ports) de à la liste des numéros Numéros de séquence tout octet de données transmis sur une connexion TCP possède son propre numéro de séquence de 32 bits le numéro de séquence d un segment TCP est celui de son premier octet de données le pointeur d urgence est un décalage en octets à partir du numéro de séquence courant permettant de signaler les données urgentes 2 / 25 3 / 25 Numéro d'accusé de réception Taille de la fenêtre U R G A C K P SH R ST S YN F IN Acquittement et taille de fenêtre le numéro d accusé de réception d un segment TCP est celui du prochain octet de données attendu la taille de la fenêtre précise le nombre d octets que l on peut envoyer à la suite de l octet acquitté Six drapeaux URG ACK PSH RST SYN FIN pointeur de données urgentes significatif accusé de réception significatif fonction Push réinitialisation de la connexion synchronisation des numéros de séquence fin de transmission 4 / 25 5 / 25

2 Total de contrôle LET Options (zéro ou plusieurs mots de 32 bits) Total de contrôle Il porte sur l en-tête, les données et le pseudo en-tête Adresse source Adresse de destination Protocole TCP = 6 Longueur du segment TCP mise à du champ total de contrôle ajout éventuel d un octet nul complément à 1 de la somme des compléments à 1 des mots de 16 bits Les options Elles permettent d ajouter des possibilités non offertes dans l en-tête fixe spécifier la charge utile TCP la plus grande acceptée modifier l échelle de fenêtre avec une taille sur 3 bits (RFC 1323) autoriser une réémission sélective avec la notion de NAK (RFC 116) 6 / 25 7 / 25 Exemple de gestion de fenêtre sous TCP écrit 2Ko écrit 2Ko l' est bloqué l' peut envoyer jusqu'à 2Ko 2K SEQ = ACK = 248 WIN = 248 2K SEQ = 248 ACK = 496 WIN = ACK = 496 WIN = 248 1K SEQ = 496 tampon 4Ko vide plein lit 2Ko Possibilités en cas de fenêtre de réception nulle Quand la fenêtre de réception est nulle, l ne peut envoyer de segment que pour permettre à un utilisateur de stopper une application s exécutant sur la machine distante (données urgentes) obliger le à annoncer de nouveau le prochain octet attendu la taille de la fenêtre de réception Souplesse dans le choix de transmission et d acquittement un n est pas tenu de transmettre immédiatement les données provenant des applications un n est pas tenu d acquitter le plus vite possible 8 / 25 9 / 25

3 Problème de l application émettant octet par octet Syndrome de la fenêtre de réception stupide délivre des données octet par octet segment TCP de 21 octets 1 octet de donnée segment TCP de 2 octets acquittement segment TCP de 21 octets écho délivre beaucoup de données en gros blocs segment TCP de 2 octets fenêtre de 1 octet plein lit 1 octet segment TCP de 2 octets ack segment de 21 octets 1 octet de donnée plein Algorithme de Nagle envoi du premier octet stockage des autres dans un tampon attente acquittement ou tampon plein envoi du tout dans un segment Solution de Clark Le ne doit pas envoyer d indication d actualisation de fenêtre tant que fenêtre < min ( tampon / 2, MSS ) 1 / / 25 Evolution des réseaux et congestion Internet connait à partir d octobre 1986 une série de situations d écroulement dues à des congestions contrôle de flux insuffisant contrôle de congestion inexistant Principe de Van Jacobson publication de Congestion Avoidance and Control Proceedings of SIGCOMM 88 loi de conservation des paquets ne pas injecter un nouveau paquet si un ancien n est pas sorti le nombre de paquets injectés doit être inférieur à la capacité d acheminement du réseau les acquittements permettent à TCP de s auto-réguler (self-clocking) Gestion de multiples timers timer de retransmission retransmettre en supposant que l acquittement s est perdu timer de persistance éviter les interblocages dus à la perte de segments annonçant une fenêtre de réception non nulle timer de limitation d attente fermer une connexion après une longue inactivité timer gérant l état TEMPORISATION pendant la fermeture s assurer que tous les segments émis soient reçus 12 / / 25

4 Timer de retransmission difficulté de calculer le temps aller-retour sur une destination difficulté de fixer une valeur de temporisation Dans la couche liaison Probabilité d'arrivée des acquittements Durée d'un aller-retour (ms) T Dans la couche transport Probabilité d'arrivée des acquittements T 1 T Durée d'un aller-retour (ms) 14 / 25 Timer de retransmission : algorithme de Jacobson & Karn ajuste dynamiquement la valeur de temporisation temp en fonction de mesures continues des performances du réseau gère pour chaque connexion une variable RTT (Round Trip Time) estimation courante du temps aller-retour à l envoi d un segment, on arme un timer si acquittement (au bout d un temps M) avant expiration RTT α RTT + (1 α) M D α D + (1 α) RTT M temp RTT + 4 D si expiration avant acquittement temp 2 temp 15 / 25 Algorithmes de démarrage lent et d évitement de congestion permettent de déterminer la taille de la fenêtre de congestion augmentent progressivement la charge imposée au réseau se basent sur la MSS (Maximum Segment Size) fixée par le et un seuil d évitement de congestion (Congestion Avoidance Threshold) Algorithme de démarrage lent (Slow Start) utilisé au début d un transfert ou après la réparation d une perte détectée par le timer de retransmission, et ceci tant que fc seuil initialisation du côté fenêtre de congestion 1 MSS seuil d évitement de congestion 64 Ko la fenêtre de congestion est augmentée de la taille des données acquittées (doublement à chaque RTT : croissance exponentielle) 16 / 25 Algorithmes de démarrage lent et d évitement de congestion permettent de déterminer la taille de la fenêtre de congestion augmentent progressivement la charge imposée au réseau se basent sur la MSS (Maximum Segment Size) fixée par le et un seuil d évitement de congestion (Congestion Avoidance Threshold) Algorithme d évitement de congestion (Congestion Avoidance) principe AIMD (Additive Increase Multiplicative Decrease) utilisé dès que fc > seuil la fenêtre de congestion est augmentée de MSS par RTT (linéaire) utilisé jusqu à ce qu il y ait détection de congestion expiration du timer de retransmission arrivée d un message source quench 17 / 25

5 Augmentation de la fenêtre de congestion Exemple de contrôle de congestion tous les segments d'une rafale acquittés 44 4 Expiration du timer oui fc < seuil non 36 Seuil initial fc min ( seuil, 2 x fc ) fc fc + 1 Diminution de la fenêtre de congestion détection d'une perte de segment seuil fc / 2 expiration du timer réception d'ack dupliqué détection Fenêtre de ongestion (kilo-octets) Nouveau seuil fc 1 fc seuil Nombre de transmissions 18 / / 25 Algorithmes de retransmission rapide (Fast Retransmit) et récupération rapide (Fast Recovery) à la réception d un segment déséquencé émission immédiate d un acquittement (dupliqué) lorsqu un segment comble un trou de séquence émission immédiate d un acquittement à la réception d un troisième acquittement dupliqué seuil fc / 2 retransmission du segment visiblement perdu fc seuil + 3 MSS à la réception de chaque acquittement dupliqué fc fc + MSS transmission d un segment si possible à la réception du premier acquittement de nouvelles données fc seuil Exemple de contrôle de congestion Fenêtre de ongestion (kilo-octets) 44 Réception de doublons d'acquittement 4 36 Seuil initial Nouveau seuil Nombre de transmissions 2 / / 25

6 /IP /IP Notification de congestion explicite ECN (RFC 3168) RED (Random Early Detection) mécanisme de gestion active de file d attente un routeur voyant ses tampons se remplir peut décider de supprimer aléatoirement des paquets avant que ses tampons soient effectivement pleins et donc avant qu il y ait effectivement congestion ECN offre aux routeurs une alternative de marquage des paquets à l unique solution de suppression adoption progressive coexistence et coopération avec d autres mécanismes surcharge de traitement non rédhibitoire Notification de congestion explicite ECN (RFC 3168) notification dans l en-tête IPv4 ou IPv6 Version=4 LET DSCP ECN Longueur totale Version=6 DSCP ECN Étiquette de flux Not-ECT Not ECN-Capable Transport 1 ECT(1) si nécessaire 1 ECT() ECN-Capable Transport 11 CE Congestion Experienced notification dans l en-tête TCP LET C E U A P R S F W CE R C SH ST YN IN R G K Taille de la fenêtre CWR ECE Congestion Window Reduced ECN-Echo 22 / / 25 /IP Mode non connecté Le protocole UDP Notification de congestion explicite ECN (RFC 3168) ECT=1 ACK=1 ECT= SYN=1 CWR=1 ECE=1 ECT= SYN=1 ACK = 1 ECE=1 ECT=1 ACK=1 ECT=1 ACK=1 congestion naissante ECT=11 ACK=1 UDP (User Datagram Protocol) est un protocole de transport en mode non connecté protocol/nextheader x11 utilise IP pour acheminer, d un ordinateur à un autre, en mode non fiable des datagrammes qui lui sont transmis par une application permet de distinguer plusieurs applications destinatrices sur la même machine par l intermédiaire des ports ni accusé de réception, ni réordonnancement, ni contrôle de flux particulièrement adapté aux applications client-serveur (RPC) aux applications multimédias temps réel (RTP & RTCP) diminution du débit ECT=1 ACK=1 ECE=1 ECT=1 ACK=1 CWR=1 ECT=1 ACK=1 Port source Longueur UDP 32 Bits Port de destination Total de contrôle UDP 24 / / 25