Laboratório: Gráficos do Fluxo de Dados TCP

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Laboratório: Gráficos do Fluxo de Dados TCP

Para este laboratório será utilizado a ferramenta wireshark.

O laboratório deve ser realizado em uma máquina virtual, em virtude da necessidade de conta de administrador para utilizar o wireshark.

Fluxo de Dados Confiável TCP

O TCP é um protocolo orientado a conexão e com transferência garantida.

Uma vez aberta a conexão TCP os dois lados podem trocar dados em ambos os sentidos, ou full-duplex.

Para implementar a transferência garantida o TCP utiliza números de sequência (Seq), números de reconhecimento (Ack) e temporizações.

Em uma mesma conexão é possível trocar qualquer quantidade de dados, por isto se diz que o TCP permite um fluxo de dados confiável.

Como o fluxo de dados confiável entre emissor e receptor pode em volume grande de dados, como por exemplo quando fazemos um download de um arquivo grande, o TCP integra mais dois serviços:

  • controle de fluxo, evitando que o emissor envie dados mais rápido que o receptor possa processar;
  • controle de congestionamento que ajuda a prevenir congestionamentos na rede. O controle de congestionamento envolve várias etapas, como:
    • partida lenta na qual o TCP inicia a transmissão de um segmento e vai aumentando o número de segmentos enviados de forma exponencial;
    • prevenção de congestionamento, quando a partir de um limiar o aumento no número de segmentos transmitidos começa a ser de forma linear;
    • AIMD, que reduz o número de segmentos enviados quando detecta congestionamento.
Objetivo do laboratório
Analisar o comportamento da do fluxo de dados confiável do TCP em uma transferência com grande volume de dados.

Wireshark: Gráficos para análise do fluxo de dados TCP

O wireshark possui ferramentas gráficas para análise do fluxo de dados TCP:

Wireshark -> Statistics -> TCP Stream Graph
  • Round Trip Time Graph: Mostra a evolução do RTT (Tempo de Ida e Volta) para os Ack ao longo do tempo;
  • Throughput Graph: Mostra a evolução da vazão usando os números de sequência.
  • Time-Sequence Graph: Mostra a evolução dos números de sequência (bytes trocados) ao longo do tempo;
  • Window Scaling Graph: Mostra a evolução da janela do receptor ao longo do tempo.
Consulte sobre estes gráficos em [1].

Atividade prática

Procedimentos
  1. Inicie o navegador e prepare o download de um arquivo grande, por exemplo, o arquivo ISO do Ubunbu: http://www.ubuntu.com/download/desktop;
  2. Inicie o Wireshark e selecione o filtro tcp, de tal forma que apenas segmentos TCP capturados serão exibidos na janela de listagem de pacotes;
  3. Inicie a captura de pacotes
  4. Inicie o download do arquivo, e mantenha a captura por alguns minutos;
  5. Pare a captura de pacotes;
  6. Analise os pacotes capturados e identifique a abertura de conexão e o início da transferência do arquivo;
  7. Selecione o primeiro pacote com dados vindo do servidor ao cliente. Isto é importante por os gráficos ilustram somente a transmissão de dados em um sentido. Como se está fazendo um download o sentido maior do fluxo de dados é portanto do servidor ao cliente.
  8. Gere os diferentes gráficos disponíveis em Wireshark -> Statistics -> TCP Stream Graph.
  9. Para o gráfico Window Scaling Graph, é mais interessante analisar a janela do receptor (ver: [2]) do lado cliente, que está recebendo os dados, para tal, selecione um Ack do cliente antes de gerar o gráfico.
  10. Analise os gráficos. Sobre o gráfico Time-Sequence Graph (tcptrace), consulte [3]
  11. Gere cópia dos gráficos (PrtScr) para análise posterior e documentação

Tarefa

  1. Pesquise sobre as informações que os gráficos permitem avaliar.
  2. Faça um relatório detalhando as o procedimento realizado para análise do fluxo de dados TCP e inclua os gráficos obtidos.
  3. Faça uma análise crítica dos dados obtidos com os aspectos teóricos do funcionamento do TCP.

Referências

  1. ↑ Tampkins, R. Statistics TCP Stream Graph. http://pt.slideshare.net/LoveMyTool/ostu-wireshark-tcp-stream-graphs-by-ray-tompkins-presentation
  2. ↑ GREER, C. The TCP Window. http://www.lovemytool.com/blog/2010/07/practical-tcp-series-the-tcp-window-by-chris-greer.html
  3. ↑ Rogers, K. Understanding the tcptrace Time-Sequence Graph in Wireshark. http://packetbomb.com/understanding-the-tcptrace-time-sequence-graph-in-wireshark/

--Evandro.cantu (discussão) 16h50min de 29 de abril de 2015 (BRT)

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