TCP-UDP

Il protocollo TCP (Transmission Control Protocol) è un protocollo connection-oriented che opera al livello trasporto della pila OSI.  TCP fornisce un servizio full-duplex con conferma e controllo di flusso, UDP un servizio non connesso.  E' stato introdotto per la prima volta nel 1974.

TCP  viene utilizzato da applicativi che richiedono una trasmissione affidabile, cioè con garanzia di consegna dei dati. Esso stabilisce un canale virtuale bidirezionale fra i due host che creando su ciascun host due connessioni, una in ricezione e una in trasmissione, ciascuna identificata da un numero, il Port Number. Gli applicativi server comunemente usati in rete hanno un port number assegnato ufficialmente da IANA (Internet Assigned Numbers Authority). Per es. HTTP 80, TELNET 23, FTP 21.

Il pacchetto TCP viene chiamato segmento. L'header ha lunghezza variabile, multipla di 32 bit, e contiene numerosi campi, di cui i più importanti sono:

• Source Port
  • 16 bit
  • Un numero che identifica la connessione su cui devono essere ricevuti i dati

• Destination Port

  • 16 bit
  • Un numero che identifica la connessione su cui devono essere trasmessi i dati
• Sequence Number (SN)
  • 32 bit
  • indica il numero di sequenza del primo byte del segmento
  • Per esempio, se il segmento è 1500 bytes avremo SN= 0, 1500, 3000..
• Acknowledgement Number
  • 32 bit
  • Segnala che il segmento è stato ricevuto
  • Contiene il valore del successivo Sequence Number
  • Per esempio l'ACK Number per il segmento 3000 sarà 4500
• Window
  • 16 bit
  • Indica l'ampiezza della finestra in byte
• Data Offset
  • 4 bit
  • Numero di parole di 32 bit che compongono l'Header
• ACK
  • 1 bit
  • Campo ACK Number valido
• SYN
  • 1 bit
  • Usato quando si stabilisce una connessione
  • Chi lo riceve deve leggere il Sequence Number
• PSH
  • 1 bit
  • Il segmento va inviato subito e non quando il buffer di trasmissione si è riempito
  • Usato nella comunicazione interattiva
• FIN
  • 1 bit
  • Non ci sono più dati da trasmettere
• Padding
  • Riempitivo per ottenere un multiplo di 32 bit dell'header

Ad ogni segmento viene assegnato un numero di sequenza. Per ogni segmento trasmesso il ricevitore deve deve inviare un messaggio di ACK entro uno specifico timeout. Se l’ACK non viene ricevuto il segmento viene ritrasmesso.

TCP tratta un segmento come una sequenza di byte senza delimitatori di record o di campi. Una comunicazione di questo tipo si dice byte-stream.

L'operazione di connessione viene effettuata tramite uno scambio di messaggi il cui scopo è quello di impostare i parametri della comunicazione. La tecnica usata è nota come handshake a tre vie (three-way handshake):

• Il client C  invia una richiesta al server S impostando ad un certo valore i campi Sequence Number (ISN, Initial Sequance Number) e Window e attivando SYN 
• S legge l'ISN di C invia a sua volta il proprio ISN, Window,  l'Ack Number (ISN + 1 di C), attivando SYN e ACK
• C legge l'ISN di S r risponde attivando ACK e inviando l'ACk Number (ISN+1 di S) .

• C manda un segmento impostando il flag FIN che comunica la chiusura della connessione client 
• S trasmette ciò che rimane nel buffer di trasmissione e che non è ancora stato inviato e invia a sua volta un segmento con il flag FIN.
• A questo punto la sessione di comunicazione può considerarsi terminata..

UDP

Il protocollo UDP fornisce un servizio connectionless: non garantisce né l’arrivo dei pacchetti a destinazione, né la ritrasmissione in caso di perdita d’informazione, né la corretta sequenza. I dati vengono trasmessi in pacchetti chiamati datagram di dimensioni prestabilite