Kas ir transporta slānis?

Atvērto sistēmu starpsavienojuma modelis jeb OSI modelis ir konceptuāls modelis, ko izmanto, lai aprakstītu daļas, kas veido datortīklu. Tas galvenokārt ir paredzēts, lai radītu ikdienas izpratni par tīklu standartu un protokolu izstrādi. Modelis ir diezgan noderīgs, lai palīdzētu izprast datortīklu pamatus.

Tomēr ir ļoti vērts paturēt prātā, ka protokolu ieviešana reālajā pasaulē nedaudz atšķiras. Ir daudz slāņu šķērsošanas protokolu. Mūsdienu tīkla koncepcijas arī ne vienmēr labi iekļaujas OSI modelī. Tomēr ir lietder��gi saprast pamatus.

OSI modelim ir septiņi slāņi, un zemākie skaitļi tuvojas tukšajiem metāla kabeļiem, kas pārraida datus. Transporta slānis ir ceturtais slānis. Transporta slānis ir atbildīgs par tiešo sakaru pakalpojumu nodrošināšanu starp saziņas ierīcēm. Transporta slāņa protokoli var būt orientēti uz savienojumu. Tomēr tie var būt arī bez savienojuma.

TCP, kas apzīmē Transmission Control Protocol, ir vispazīstamākais un visbiežāk izmantotais transporta slāņa protokols. Tas ir uz savienojumu orientēts, veidojot divvirzienu saziņu, un tam ir kļūdu noteikšanas un atkārtotas pārraides funkcionalitāte. UDP, vispopulārākais transporta slāņa protokols, apzīmē Universal Datagram Protocol. Tas ir bez savienojuma, un sūtītājs nekad nezina, vai adresāts kādreiz ir saņēmis pārraidi. Šie divi protokoli kopā veido lielāko daļu tīkla trafika internetā. Tie ir arī vienīgie divi protokoli, kas ieviesti visās lielākajās operētājsistēmās.

TLS jeb Transport Layer Security ir šifrēšanas protokols, ko cita starpā izmanto HTTPS. Neskatoties uz to, ka tā nosaukumā ir iekļauti vārdi “Transport Layer”, TLS darbojas OSI modeļa 6. slānī, prezentācijas slānī, un šifrē datus, pirms tie nonāk faktiskajos transporta slāņa protokolos.

Transporta slāņa protokolu iezīmes

Transporta slāņa protokoli var būt orientēti uz savienojumu. Lietojumprogrammai to parasti ir vieglāk pārvaldīt, jo ir viena datu straume, nevis potenciāli nepilnīga datu diagrammu sērija. Parasti svarīga ir arī datu secība. Lai gan parasti tīklu rezultātā paketes tiek piegādātas tādā secībā, kādā tās tika nosūtītas, uz to nevar paļauties. Segmentus var numurēt, lai tos varētu pārkārtot, ja tie tiek parādīti nepareizā secībā.

Kļūdu noteikšanu var ieviest, izmantojot kļūdu noteikšanas kodus, piemēram, kontrolsummu. Var nosūtīt saņemšanas ziņojumu, kas apstiprina veiksmīgu saņemšanu ar ACK un kļūdu ar NACK. Saņemot NACK vai taimautu, sūtītājs var automātiski atkārtot pārraidi. Plūsmas kontrole var nodrošināt, ka sūtītājs nepārraida tik ātri, ka uztvērējs nevar sekot līdzi.

Pārslodzes novēršana palīdz nodrošināt optimālu tīkla veiktspēju pat lielas slodzes apstākļos. Piemēram, lēna palaišana liek dažiem savienojumiem sākt lēni un palielināt ātrumu, ļaujot tiem izvairīties no tīkla pārslodzes. Tas ir īpaši svarīgi attiecībā uz atkārtotu pārraidi, jo tīkla pārslodze varēja būt pirmās problēmas cēlonis, un atkārtota pārsūtīšana saasina problēmu. Multipleksēšana ļauj definēt portu numurus, lai vienā un tajā pašā iekārtā vienlaikus varētu notikt vairākas pārraides un visas nonāktu pareizajā lietojumprogrammā, netraucējot viena otrai.

Neviena no šīm funkcijām nav obligāta transporta slāņa protokoliem. Piemēram, TCP atbalsta visas iepriekš minētās funkcijas. Tomēr UDP atbalsta tikai multipleksēšanu.

Uz savienojumu orientēts salīdzinājumā ar bezsavienojumu

Parasti lielākā daļa tīkla sakaru ir divvirzienu un atbilst pieprasījuma-atbildes modelim. Tīmekļa trafiks ir lielisks piemērs tam. Pieprasījuma-atbildes izmantošanas gadījumiem TCP ir ideāli piemērots. Tas piedāvā uzticamu savienojumu starp abām pusēm. Ja segmentu neizdodas atbilstoši saņemt, tīmekļa lapa var netikt parādīta pareizi. Tomēr automātiskā kļūdu pārbaude un atkārtota atskaņošana palīdz atklāt un labot šīs kļūdas pēc iespējas ātrāk. Papildu transportēšanas laiks ir mazāka problēma nekā bojāts saturs.

Tomēr tas ne vienmēr tā ir. Pārraides laiks var būt nepieciešams, skatoties tiešraides video straumi, straumējot audio vai spēlējot tiešsaistes videospēli. Tas noteikti nav ideāls, lai pazaudētu datagrammu, taču vēlams gaidīt, līdz tā tiks pārsūtīta, jo saturs jau būs pārvietots. Tādējādi reāllaika un straumēšanas saturs parasti izmanto UDP. Tas ir vieglāks un ātrāks, jo atšķirībā no TCP negarantē veiksmīgu pārraidi.

Secinājums

Transporta slānis ir OSI modeļa 4. slānis. Tā ir atbildīga par tiešo sakaru pakalpojumu nodrošināšanu starp saziņas ierīcēm. Šī slāņa protokoli var piedāvāt uzticamus savienojumus, pat izmantojot nestabilus savienojumus vai savienojumus bez savienojuma, pieņemot, ka lielākā daļa trafika tiek cauri labi. Abas iespējas ir noderīgas, un tām ir daudz lietošanas gadījumu. TCP un UDP kopā veido lielāko daļu tīkla trafika internetā.