Transmission Control Protocol/Verbindungsabbau

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Verbindungsabbau

TCP-Teardown

  • Der Verbindungsabbau kann beidseitig oder schrittweise einseitig erfolgen
  • Der geregelte Verbindungsabbau erfolgt dem Verbindungsaufbau ähnlich
    1. Statt dem SYN-Bit kommt das FIN-Bit zum Einsatz, welches anzeigt, dass keine Daten mehr vom Sender kommen werden
    2. Der Erhalt des Pakets wird mit ACK bestätigt und der Empfänger des FIN-Pakets sendet zuletzt seinerseits ein FIN-Paket
    3. Dieses FIN-Paket wird ihm zuletzt bestätigt
  • Ein verkürztes ist Verfahren möglich, bei dem FIN und ACK genau wie beim Verbindungsaufbau im selben Paket untergebracht werden
Verbindungsabbau
Abb. 4: TCP-Teardown

Der geregelte Verbindungsabbau erfolgt ähnlich

  • Statt des SYN-Bit kommt das FIN-Bit (von engl. finish ‚Ende‘, ‚Abschluss‘) zum Einsatz, welches anzeigt, dass keine Daten mehr vom Sender kommen werden
  • Der Erhalt des Pakets wird wiederum mittels ACK bestätigt
  • Der Empfänger des FIN-Pakets sendet zuletzt seinerseits ein FIN-Paket, das ihm ebenfalls bestätigt wird

Zudem ist ein verkürztes Verfahren möglich, bei dem FIN und ACK genau wie beim Verbindungsaufbau im selben Paket untergebracht werden

  • Die maximum segment lifetime (MSL) ist die maximale Zeit, die ein Segment im Netzwerk verbringen kann, bevor es verworfen wird
  • Nach dem Senden des letzten ACKs wechselt der Client in einen zwei MSL andauernden Wartezustand (wait state), in dem alle verspäteten Segmente verworfen werden
  • Dadurch wird sichergestellt, dass keine verspäteten Segmente fehlinterpretiert werden können als Teil einer neuen Verbindung, die zufällig den gleichen Port benutzt
  • Außerdem wird eine korrekte Verbindungsterminierung sichergestellt
  • Geht ACK y+1 verloren, läuft beim Server der Timer ab, und das LAST_ACK-Segment wird erneut übertragen


Abbau einer TCP-Verbindung

  • Senden eines Segments mit FIN=1
  • Bestätigung
  • muss für beide Richtungen separat erfolgen

TCP-Verbindungsabbau

  • durch zweimal half-close
  • da die TCP-Verbindung bidirektional ist, können beide Richtungen getrennt voneinander beendet werden
  • wer seine Senderolle beenden möchte, setzt das FIN Flag
  • FIN „kostet“ ein Byte und wird daher durch ein ack(nowledgement) bestätigt
  • der andere Teilnehmer kann weiter senden - jedoch sieht man fast immer das Verhalten, dass der andere Teilnehmer als Reaktion auch seine Senderolle beendet
  • derjenige Teilnehmer, der zuerst seine Verbindung beendet, führt ein „active close“ (i.d.R
  • der Client) durch, der Kommunikationspartner ein „passive close“ (i.d.R
  • der Server)

2MSL Wait State

  • derjenige Teilnehmer, der einen active close durchführt, muss nach Senden des ACKS die Verbindung für eine gewisse Zeit für das FIN des Kommunikationspartners offen halten
  • Grund: das ack könnte verloren gehen und müsste dann erneut übertragen werden
  • die „gewisse Zeit“ beträgt 2 maximal segment lifetimes (daher 2MSL wait state)
  • implementiert wird eine MSL als 30 - 120 Sekunden
  • während 2MSL Wait State kann daher die Port-Nummer noch nicht wieder für andere TCP-Verbindungen verwendet werden

TCP Reset

  • ein Segment, bei dem das RST (reset) bit im TCP header gesetzt ist, terminiert die Verbindung in Form eines „abortive release“ (im Gegensatz zum „orderly release“ mit FIN):
  • alle Daten, die beim Sender gepuffert waren, werden verworfen und das reset Segment wird sofort gesendet, die Verbindung ist damit aus Sicht des RST Senders sofort terminiert
  • es können beim Reset Daten verloren gehen (das passiert beim Verbindungsabbau mit FIN nicht)
  • der Emfänger eines RST Segmentes meldet dies der Anwendung und terminiert sofort
  • es gibt prinzipiell zwei unterschiedliche Situationen, wann ein RST gesendet wird:
  • wenn ein Port nicht belegt ist (connection refused)
  • wenn eine bestehende Verbindung abgebrochen wird (connection reset by peer)

Ablehnung einer Verbindung

  • Versuch eines Verbindungsaufbaus zu einem geschlossenen Port
  • Beispiel TCP
  • Beispiel UDP
Ablehnung einer Verbindung TCP
Ablehnung einer Verbindung UDP