Mi az a szállítási réteg?

A nyílt rendszerek összekapcsolási modellje vagy az OSI-modell egy elvi modell, amelyet a számítógépes hálózatot alkotó részek leírására használnak. Célja elsősorban a hálózati szabványok és protokollok fejlesztésének mindennapi megértésének megteremtése. A modell nagyon hasznos a számítógépes hálózatok alapjainak megértésében.

Érdemes azonban szem előtt tartani, hogy a protokollok valós megvalósítása némileg eltér egymástól. Rengeteg rétegátlépési protokoll létezik. A modern hálózati koncepciók sem feltétlenül illeszkednek jól az OSI-modellbe. Ennek ellenére hasznos megérteni az alapokat.

Az OSI modell hét rétegből áll, az alacsonyabb számok közelebb kerülnek az adatátvitelt végző csupasz fémkábelekhez. A szállítási réteg a negyedik réteg. A szállítási réteg felelős a kommunikáló eszközök közötti végpontok közötti kommunikációs szolgáltatásokért. A szállítási réteg protokolljai kapcsolatorientáltak lehetnek. Lehetnek azonban kapcsolat nélküliek is.

A TCP, amely a Transmission Control Protocol rövidítése, a legismertebb és leggyakrabban használt szállítási réteg protokoll. Kapcsolatorientált, kétirányú kommunikációt hoz létre, és hibaészlelési és újraküldési funkcióval rendelkezik. Az UDP, a legnépszerűbb szállítási réteg protokoll, az Universal Datagram Protocol rövidítése. Kapcsolat nélküli, és a küldő soha nem tudja, hogy a címzett kapott-e valaha átvitelt. Ez a két protokoll együttesen teszi ki az internet hálózati forgalmának nagy részét. Ez az egyetlen két protokoll, amelyet minden nagyobb operációs rendszeren implementáltak.

A TLS vagy a Transport Layer Security egy titkosítási protokoll, amelyet többek között a HTTPS-ben használnak. Annak ellenére, hogy a nevében szerepel a „Transport Layer” szó, a TLS az OSI modell 6. rétegében, a megjelenítési rétegben működik, és titkosítja az adatokat, mielőtt azok eljutnának a tényleges szállítási réteg protokolljaihoz.

A szállítási réteg protokollok jellemzői

A szállítási réteg protokolljai kapcsolatorientáltak lehetnek. Ez általában könnyebben kezelhető egy alkalmazás számára, mivel egyetlen adatfolyamról van szó, nem pedig potenciálisan hiányos adatcsomag-sorozatról. Az adatok sorrendje is általában fontos. Míg a hálózatok általában azt eredményezik, hogy a csomagokat abban a sorrendben kézbesítik, amelyben elküldték őket, erre nem feltétlenül lehet számítani. A szegmensek sorszámozhatók, így hibás sorrendben újrarendelik őket.

A hibaészlelés megvalósítható hibaérzékelő kódokkal, például ellenőrző összeggel. A sikeres átvételt ACK-vel, a hibát pedig NACK-val lehet visszaigazolni. NACK vagy időtúllépés kézhezvételekor a küldő automatikusan megismételheti az átvitelt. Az áramlásszabályozás biztosíthatja, hogy a küldő ne küldjön olyan gyorsan, hogy a vevő ne tudjon lépést tartani.

A torlódások elkerülése nagy terhelés mellett is biztosítja az optimális hálózati teljesítményt. A lassú indítás például arra kényszerít bizonyos kapcsolatokat, hogy lassan induljanak el, és felgyorsuljanak, lehetővé téve számukra, hogy elkerüljék a hálózat túlterhelését. Ez különösen fontos az újraküldésnél, mivel a hálózat torlódása lehetett az első probléma oka, és az ismételt átvitel súlyosbítja a problémát. A multiplexelés lehetővé teszi a portszámok meghatározását, így több átvitel is megtörténhet egyidejűleg ugyanazon a gépen, és mindegyik a megfelelő alkalmazáshoz kerülhet anélkül, hogy zavarná egymást.

Ezen szolgáltatások egyike sem kötelező a szállítási réteg protokolljaihoz. A TCP például támogatja az összes fenti szolgáltatást. Az UDP azonban csak a multiplexelést támogatja.

Kapcsolat-orientált vs. kapcsolat nélküli

Általában a legtöbb hálózati kommunikáció kétirányú, és kérés-válasz mintát követ. A webes forgalom kiváló példa erre. Kérelem-válasz felhasználási esetekben a TCP ideális. Megbízható kapcsolatot kínál a két fél között. Ha egy szegmenst nem sikerül megfelelően fogadni, ez azt okozhatja, hogy a weboldal nem jelenik meg megfelelően. Az automatikus hibaellenőrzés és visszajátszás azonban segít ezeknek a hibáknak a lehető leggyorsabb észlelésében és kijavításában. A további szállítási idő kevésbé jelent problémát, mint a törött tartalom.

Ez azonban nem mindig van így. Az átviteli időre szükség lehet élő videó stream nézése, hang streamelése vagy online videojáték lejátszásakor. Természetesen nem ideális egy datagram elvesztéséhez, de érdemes megvárni az újraküldést, mivel a tartalom már továbbhaladt, mire megtörtént. Mint ilyen, a valós idejű és streaming tartalom általában UDP-t használ. Könnyebb és gyorsabb, mert a TCP-vel ellentétben nem garantálja a sikeres átvitelt.

Következtetés

A szállítási réteg az OSI modell 4. rétege. Felelős a kommunikáló eszközök közötti végpontok közötti kommunikációs szolgáltatások biztosításáért. Az ezen a rétegen lévő protokollok megbízható kapcsolatokat kínálhatnak, még instabil vagy kapcsolat nélküli kapcsolatokon is, feltételezve, hogy a forgalom nagy része jól megy át. Mindkét lehetőség hasznos, és számos felhasználási esettel rendelkezik. A TCP és az UDP együttesen teszi ki az internet hálózati forgalmának nagy részét.