Какво представлява транспортният слой?

Моделът за взаимно свързване на отворени системи или OSI модел е концептуален модел, използван за описание на частите, които изграждат компютърна мрежа. Предназначен е основно за създаване на ежедневно разбиране за разработване на мрежови стандарти и протоколи. Моделът е доста полезен за разбиране на основите на компютърната мрежа.

Струва си обаче да се има предвид, че прилагането на протоколите в реалния свят се различава донякъде. Има много протоколи за кръстосване на слоеве. Съвременните мрежови концепции също не се вписват добре в OSI модела. Все пак е полезно да разберете основите.

Моделът OSI има седем слоя, като по-ниските числа се доближават до голите метални кабели, които предават данни. Транспортният слой е слой четири. Транспортният слой е отговорен за предоставянето на комуникационни услуги от край до край между комуникиращи устройства. Протоколите на транспортния слой могат да бъдат ориентирани към свързване. Те обаче могат да бъдат и без връзка.

TCP, което означава Transmission Control Protocol, е най-известният и най-използваният протокол на транспортния слой. Той е ориентиран към свързване, образува двупосочна комуникация и разполага с функция за откриване на грешки и препредаване. UDP, най-популярният протокол на транспортния слой, означава Universal Datagram Protocol. Той е без връзка и подателят никога не знае дали получателят някога е получил предаване. Заедно тези два протокола съставляват по-голямата част от мрежовия трафик в Интернет. Те са и единствените два протокола, внедрени във всички основни операционни системи.

TLS или сигурност на транспортния слой е протокол за криптиране, използван в HTTPS, наред с други неща. Въпреки че включва думите „Транспортен слой“ в името си, TLS работи на слой 6 на OSI модела, презентационния слой, и криптира данните, преди да стигне до действителните протоколи на транспортния слой.

Характеристики на протоколите на транспортния слой

Протоколите на транспортния слой могат да бъдат ориентирани към свързване. Това обикновено е по-лесно за приложение, тъй като има единичен поток от данни, а не потенциално непълна поредица от дейтаграми. Последователността на данните също като цяло е важна. Въпреки че мрежите обикновено водят до доставяне на пакетите в реда, в който са били изпратени, на това не може непременно да се разчита. Сегментите могат да бъдат номерирани, така че да могат да бъдат пренаредени, ако са показани в неправилен ред.

Откриването на грешки може да се реализира с помощта на кодове за откриване на грешки, като например контролна сума. Може да бъде изпратено съобщение за получаване, потвърждаващо успешното получаване с ACK и грешка с NACK. При получаване на NACK или таймаут подателят може автоматично да повтори предаването. Контролът на потока може да гарантира, че подателят няма да предава толкова бързо, че приемникът да не може да се справи.

Избягването на задръстванията помага да се осигури оптимална производителност на мрежата дори при големи натоварвания. Бавното стартиране, например, принуждава някои връзки да стартират бавно и да увеличават скоростта си, което им позволява да избегнат претоварването на мрежата. Това е особено важно по отношение на препредаванията, тъй като претоварването на мрежата може да е причината за първия проблем, а повторното препредаване изостря проблема. Мултиплексирането позволява дефинирането на номера на портове, така че множество предавания да могат да се извършват едновременно на една и съща машина и всички да стигнат до правилното приложение, без да си пречат.

Нито една от тези характеристики не е задължителна за протоколите на транспортния слой. TCP, например, поддържа всички горепосочени функции. UDP обаче поддържа само мултиплексиране.

Ориентиран към връзка срещу без връзка

Обикновено повечето мрежови комуникации са двупосочни и следват модел заявка-отговор. Уеб трафикът е отличен пример за това. За случаи на използване на заявка-отговор TCP е идеален. Предлага надеждна връзка между двете страни. Ако даден сегмент не бъде получен правилно, това може да доведе до неправилно показване на уеб страница. Автоматичната проверка на грешките и повторното възпроизвеждане обаче помагат за откриването и коригирането на тези грешки възможно най-бързо. Допълнителното време за транспортиране е по-малък проблем от повреденото съдържание.

Това обаче не винаги е така. Времето за предаване може да е необходимо, когато гледате видео поток на живо, поточно аудио или играете онлайн видео игра. Със сигурност не е идеално за загуба на дейтаграма, но изчакването тя да бъде препредадена е за предпочитане, тъй като съдържанието вече ще се е преместило по времето, когато е било. Като такова съдържанието в реално време и стриймингът обикновено използва UDP. Той е по-лек и по-бърз, защото не гарантира успешно предаване, за разлика от TCP.

Заключение

Транспортният слой е слой 4 на OSI модела. Той отговаря за предоставянето на комуникационни услуги от край до край между комуникиращи устройства. Протоколите на този слой могат да предложат надеждни връзки, дори при нестабилни връзки или такива без връзка, ако приемем, че повечето трафик преминава добре. И двете опции са полезни и имат много случаи на употреба. Комбинирани, TCP и UDP съставляват по-голямата част от мрежовия трафик в Интернет.