Vad är transportskiktet?

Open Systems Interconnection-modellen, eller OSI-modellen, är en konceptuell modell som används för att beskriva de delar som utgör ett datornätverk. Det är främst avsett att skapa en vardaglig förståelse för att utveckla nätverksstandarder och protokoll. Modellen är ganska användbar för att förstå grunderna i datornätverk.

Det är dock mycket värt att komma ihåg att den verkliga implementeringen av protokoll skiljer sig något. Det finns gott om lagerövergångsprotokoll. Moderna nätverkskoncept passar inte heller nödvändigtvis in i OSI-modellen. Ändå är det bra att förstå grunderna.

OSI-modellen har sju lager, där de lägre siffrorna närmar sig de kala metallkablarna som överför data. Transportskiktet är skikt fyra. Transportskiktet ansvarar för att tillhandahålla end-to-end kommunikationstjänster mellan kommunicerande enheter. Transportlagerprotokoll kan vara anslutningsorienterade. De kan dock också vara anslutningslösa.

TCP, som står för Transmission Control Protocol, är det mest kända och mest använda transportlagerprotokollet. Den är anslutningsorienterad och bildar dubbelriktad kommunikation och har funktionalitet för feldetektering och återsändning. UDP, det mest populära transportlagerprotokollet, står för Universal Datagram Protocol. Det är anslutningslöst och avsändaren vet aldrig om mottagaren någonsin tagit emot en sändning. Tillsammans utgör dessa två protokoll det mesta av nätverkstrafiken på Internet. De är också de enda två protokoll som implementeras på alla större operativsystem.

TLS, eller Transport Layer Security, är ett krypteringsprotokoll som används i bland annat HTTPS. Trots att orden "Transport Layer" inkluderats i sitt namn, arbetar TLS på lager 6 i OSI-modellen, presentationslagret, och krypterar data innan den når de faktiska transportlagerprotokollen.

Funktioner hos Transport Layer Protocols

Transportlagerprotokoll kan vara anslutningsorienterade. Detta är vanligtvis lättare för en applikation att hantera eftersom det finns en enda dataström snarare än en potentiellt ofullständig serie av datagram. Sekvensen av data är också generellt viktig. Även om nätverk vanligtvis kommer att resultera i att paketen levereras i den ordning som de skickades, kan detta inte nödvändigtvis lita på. Segment kan numreras så att de kan ordnas om om de visas i felaktig ordning.

Feldetektering kan implementeras med hjälp av feldetekteringskoder såsom en kontrollsumma. Ett kvittomeddelande kan skickas som bekräftar framgångsrikt mottagande med ett ACK och ett fel med ett NACK. Vid mottagande av ett NACK eller en timeout kan avsändaren automatiskt upprepa överföringen. Flödeskontroll kan säkerställa att sändaren inte sänder så snabbt att mottagaren inte kan hänga med.

Att undvika trafikstockningar hjälper till att säkerställa optimal nätverksprestanda även under tung belastning. Långsam start, till exempel, tvingar vissa anslutningar att starta långsamt och öka i hastighet, vilket gör att de kan undvika att överväldiga nätverket. Detta är särskilt viktigt när det gäller återsändningar, eftersom nätverksstockning kunde ha varit orsaken till det första problemet, och återsändning förvärrar problemet. Multiplexering möjliggör definition av portnummer så att flera överföringar kan ske samtidigt på samma maskin och alla kommer till rätt applikation utan att störa varandra.

Ingen av dessa funktioner är obligatoriska för transportlagerprotokoll. TCP, till exempel, stöder alla ovanstående funktioner. UDP stöder dock bara multiplexering.

Anslutningsorienterad vs. Anslutningslös

Vanligtvis är de flesta nätverkskommunikationer dubbelriktade och följer ett begäran-svarsmönster. Webbtrafik är ett utmärkt exempel på detta. För användningsfall för begäran och svar är TCP idealiskt. Det erbjuder en pålitlig koppling mellan de två parterna. Om ett segment inte tas emot på rätt sätt kan det göra att en webbsida inte visas korrekt. Men automatisk felkontroll och uppspelning hjälper till att upptäcka och korrigera dessa fel så snabbt som möjligt. Den extra transporttiden är ett mindre problem än trasigt innehåll.

Detta är dock inte alltid fallet. Sändningstid kan vara nödvändig när du tittar på en livevideoström, strömmar ljud eller spelar ett videospel online. Det är verkligen inte idealiskt för att förlora ett datagram, men att vänta på att det ska sändas igen är att föredra, eftersom innehållet redan kommer att ha gått vidare när det har varit. Som sådan tenderar realtids- och strömmande innehåll att använda UDP. Den är lättare och snabbare eftersom den inte garanterar en lyckad överföring, till skillnad från TCP.

Slutsats

Transportskiktet är lager 4 av OSI-modellen. Det är ansvarigt för att tillhandahålla end-to-end kommunikationstjänster mellan kommunicerande enheter. Protokoll på detta lager kan erbjuda tillförlitliga anslutningar, även över instabila anslutningar eller anslutningslösa, förutsatt att den mesta trafiken kommer igenom bra. Båda alternativen är användbara och har många användningsfall. Tillsammans utgör TCP och UDP det mesta av nätverkstrafiken på Internet.