Hvað er flutningslagið?

Open Systems Interconnection líkanið, eða OSI líkanið, er hugmyndalíkan sem notað er til að lýsa þeim hlutum sem mynda tölvunet. Það er fyrst og fremst ætlað að skapa hversdagslegan skilning fyrir þróun netstaðla og samskiptareglur. Líkanið er frekar gagnlegt til að hjálpa til við að skilja grunnatriði tölvunets.

Hins vegar er mjög þess virði að hafa í huga að raunveruleg útfærsla á samskiptareglum er nokkuð frábrugðin. Það eru til fullt af samskiptareglum um lag-kross. Nútíma nethugtök passa líka ekki endilega vel inn í OSI líkanið. Samt sem áður er gagnlegt að skilja grunnatriðin.

OSI líkanið hefur sjö lög, þar sem lægri tölurnar komast nær berum málmstrengjum sem senda gögn. Flutningslagið er lag fjögur. Flutningslagið er ábyrgt fyrir því að veita enda-til-enda samskiptaþjónustu milli samskiptatækja. Flutningslagssamskiptareglur geta verið tengingarmiðaðar. Þær geta hins vegar líka verið tengingarlausar.

TCP, sem stendur fyrir Transmission Control Protocol, er þekktasta og mest notaða samskiptareglan fyrir flutningslag. Það er tengimiðað og myndar tvíátta samskipti og er með villugreiningu og endursendingarvirkni. UDP, vinsælasta samskiptareglan um flutningslag, stendur fyrir Universal Datagram Protocol. Það er tengilaust og sendandinn veit aldrei hvort viðtakandinn hafi einhvern tíma fengið sendingu. Saman mynda þessar tvær samskiptareglur mestan hluta netumferðarinnar á internetinu. Þær eru líka einu tvær samskiptareglurnar sem eru innleiddar á öllum helstu stýrikerfum.

TLS, eða Transport Layer Security, er dulkóðunaraðferð sem notuð er meðal annars í HTTPS. Þrátt fyrir að innihalda orðin „Transport Layer“ í nafni sínu, starfar TLS við lag 6 af OSI líkaninu, kynningarlaginu, og dulkóðar gögn áður en þau komast að raunverulegum samskiptareglum fyrir flutningslag.

Eiginleikar Transport Layer Protocols

Flutningslagssamskiptareglur geta verið tengingarmiðaðar. Þetta er venjulega auðveldara fyrir forrit að stjórna þar sem það er einn straumur af gögnum frekar en hugsanlega ófullkomin röð af gagnaskrám. Röð gagna er einnig almennt mikilvæg. Þó að netkerfi muni venjulega leiða til þess að pakkarnir séu afhentir í þeirri röð sem þeir voru sendir, er ekki endilega hægt að treysta á þetta. Hluti er hægt að númera þannig að hægt sé að endurraða þeim ef þeir eru sýndir í rangri röð.

Villugreiningu er hægt að útfæra með því að nota villugreiningarkóða eins og eftirlitsummu. Hægt er að senda kvittunarskilaboð sem staðfesta móttöku með ACK og villu með NACK. Við móttöku NACK eða tímamörk getur sendandi endurtekið sendingu sjálfkrafa. Flæðistýring getur tryggt að sendandinn sendi ekki svo hratt að móttakandinn geti ekki fylgst með.

Koma í veg fyrir þrengsli hjálpar til við að tryggja hámarksafköst netkerfisins jafnvel undir miklu álagi. Hæg byrjun, til dæmis, neyðir sumar tengingar til að byrja hægt og auka hraða, sem gerir þeim kleift að forðast að ofgnótt netkerfisins. Þetta er sérstaklega mikilvægt varðandi endursendingar þar sem nettengsla gæti hafa verið orsök fyrsta vandamálsins og endursending aftur eykur vandamálið. Margföldun gerir kleift að skilgreina gáttarnúmer þannig að margar sendingar geti gerst samtímis á sömu vélinni og allar komist í rétta notkun án þess að trufla hvort annað.

Enginn þessara eiginleika er nauðsynlegur fyrir samskiptareglur fyrir flutningslag. TCP, til dæmis, styður alla ofangreinda eiginleika. UDP styður hins vegar aðeins margföldun.

Tengingarmiðað vs. Tengingarlaust

Venjulega eru flest netsamskipti tvíátta og fylgja beiðni-svörunarmynstri. Umferð á vefnum er frábært dæmi um þetta. Fyrir beiðni-svörun notkunartilvik er TCP tilvalið. Það býður upp á áreiðanlega tengingu milli tveggja aðila. Ef hluti tekst ekki á viðeigandi hátt gæti það valdið því að vefsíða birtist ekki rétt. Hins vegar hjálpar sjálfvirk villuskoðun og endurspilun að greina og leiðrétta þessar villur eins hratt og mögulegt er. Viðbótarflutningstíminn er minna mál en brotið efni.

Þetta er þó ekki alltaf raunin. Sendingartími getur verið nauðsynlegur þegar horft er á myndbandsstraum í beinni, streymt hljóði eða spilað tölvuleik á netinu. Það er vissulega ekki tilvalið til að týna gagnagrammi, en að bíða eftir því að það sé endursend er æskilegt, þar sem efnið mun þegar hafa færst áfram þegar það hefur verið. Sem slíkur hefur rauntíma og streymiefni tilhneigingu til að nota UDP. Hann er léttari og hraðari vegna þess að hann tryggir ekki árangursríka sendingu, ólíkt TCP.

Niðurstaða

Flutningslagið er lag 4 af OSI líkaninu. Það ber ábyrgð á að veita enda-til-enda samskiptaþjónustu milli samskiptatækja. Samskiptareglur á þessu lagi geta boðið upp á áreiðanlegar tengingar, jafnvel yfir óstöðugar tengingar eða tengingarlausar, að því gefnu að flest umferð komist vel í gegnum. Báðir valkostir eru gagnlegir og hafa mörg notkunartilvik. Samanlagt mynda TCP og UDP mestan hluta netumferðarinnar á internetinu.