TCPとUDP

トランスポート層の役割

• 計算機はマルチタスク
• 同時に動いている複数のプログラム
• どのプログラムが（相手ホストの）どのプログラムと話しているのか
• => ポート番号

クライアント・サーバー

• サーバー = UNIX Daemon
• HTTP サーバー / httpd / port 80
• TELNET / telnetd / port 23
• SSH / sshd / port 22
• * / inetd / 複数のport
• fork/exec ... オペレーティングシステム論(?)

TCP と UDP

• TCP ... Transmission Control Protocol
• 信頼性を提供
  • http, smtp, pop3
  • ssh, https, smtps, pop3s
• UDP ... User Datagram Protocol
• 信頼性無し（代わりに処理が早い etc）
  • ntp, domain(DNS)
  • 音声／ビデオ
  • ネットワークファイルシステム (NFS -> TCPへ移行)

ポート番号

• トランスポート層におけるアドレス
• サーバーはポート番号固定 Well-Known
• クライアントはポート番号は不定（短命）Ephemeral

通信の識別

• 相手(IP/Port) <-> 自分(IP/Port) ＋プロトコル で識別
• 同じHTTPサーバの別のページを開く
• ターミナルを 2つ開いて、同じホストに同時ログインする
• netstat で ESTABLISHED と出る

Well-Known Ports

• IANA に登録
• /etc/services
• ssh=22 / smtp=25 / domain=53 / http=80 / pop3=110 / ntp=123 / ldap=389 / https=443 / pop3s=995

UDP Header

TCP Header

TCP の信頼性

• シーケンス番号と確認応答
  

TCP の信頼性(2)

• データパケットが喪失した場合
  

TCP コネクション確立

• 3 way handshake
  • SYN = コネクション確立要求 (シーケンス番号の Synchronize)
  • Server LISETEN -> ESTABLISHED
  

TCP コネクション終了

• TCP は、全２重通信 (Full Duplex)
  • 送信／受信の両方について別々に切断処理を行う
  • FIN = コネクション切断要求 (Final 最後)
  

ウィンドウ制御

• スライディングウィンドウ制御
  • ウィンドウサイズまでは, ACK を待たない.
• 高速再送制御
  • ウィンドウ途中で取れなかったデータを明示的に要求する
• ふくそう(輻輳)制御
  • ふくそうウィンドウ / スロースタート

ウィンドウなし

ウィンドウ制御

ふくそう制御

• スロースタート (Slow Start)
• 受信側 ウィンドウ (W) ... 送信側 ふくそうウィンドウ (Wc)
  • W > Wc
• Wc を小さい値から増やしていく。
• ACK が来ない = Wc 大きくし過ぎ -> 小さい値に戻す

次週予告

• 2F 計算機実習室で実習を行います
• 要アカウント (パスワード)

本日の問題

• 次のアプリケーションに、UDP と TCP のどちらが適しているか

1. テレビ電話
2. ネットバンキング
3. 画像(データ)のダウンロード