Транспортный уровень подготавливает данные для передачи по сети. Транспортный уровень это канал между уровнем приложений и нижними уровнями, которые отвечают за передачу по сети

Тема 1.7. Транспортный уровень

.

Содержание: 1. Протоколы транспортного уровня. 2. Разделение данных на сегменты и их последующая сборка. 3. Определение приложений. 4. Мультиплексирование сеансов связи. 5. Протокол управления передачей (TCP). 6. Управление потоком. 7. Без управления потоком. 8. Исходный порт. 9. Отличия сегментации, выполняемой протоколом TCP и протоколом UDP. 10. Управление потоком.

Протоколы транспортного уровня. Транспортный уровень подготавливает данные для передачи по сети. Транспортный уровень это канал между уровнем приложений и нижними уровнями, которые отвечают за передачу по сети. Основные функции протоколов транспортного уровня: Отслеживание отдельных сеансов передачи данных между приложениями на узле источнике и узле-получателе; Сегментирование данных для управления ими а также для их повторной компоновки потоки прикладных данных на узле-адресате.

Разделение данных на сегменты и их последующая сборка. Сервис включает инкапсуляцию и разделяют данные приложений на отдельные блоки необходимого размера. Этот заголовок позволяет отслеживать поток данных. Протоколы на транспортном уровне описывают, как используется информация в заголовке транспортного уровня, чтобы повторно собрать части данных в потоки для дальнейшей передачи на уровень приложений.

Определение приложений. Для выполнения задачи транспортный уровень присваивает каждому приложению отдельный идентификатор. Этот идентификатор называется номером порта. Транспортный узел использу-ет порты, чтобы определить соответствующее приложение или сервис.

Мультиплексирование сеансов связи. Различные приложения имеют разные требования относительно надёжности передачи данных. IP-сеть отвечает только за структуру, адресацию и маршрутизацию пакетов. IP не определяет способ доставки или транспортировки пакетов. TCP/IP предоставляет два протокола транспортного уровня: TCP и UDP IP использует эти транспортные протоколы для обеспечения связи и передачи данных между узлами. TCP обеспечивает передачу всех данных на узел назначения. UDP простой протокол транспортного уровня, не гарантирующий надёжность. Протокол TCP на принимающем узле отвечает за повторную сборку сегментов сообщений и их передачу соответствующему приложению. UDP обеспечивает только основные функции для отправки сегментов данных между соответствующими приложениями, при этом незначительно используя ресурсы и проверку данных.

Протокол управления передачей (TCP). протокол TCP обеспечивает: •каналы связи с установлением соединения посредством установления сеансов •надёжность доставки •восстановление последовательности данных •управление потоком

Управление потоком. Управление потоком может предотвратить потери сегментов при их прохождении по сети и исключить необходимость повторной передачи данных. После того как протокол TCP установит сеанс, он сможет следить за обменом данными, происходящим в рамках этого сеанса. Протокол с контролем состояния отслеживает состояние сеанса передачи данных. Сегмент TCP содержит 20 дополнительных байт в заголовке, инкапсулируя данные уровня приложений. Это существенно превышает значение сегмента UDP, в котором содержатся 8 дополнительных байт. Порядковый номер (32 бита): используется для повторной компоновки данных. Номер подтверждения (32 бита): обозначает полученные данные. Длина заголовка (4 бита): параметр, который также называется смещением данных. Обозначает длину заголовка сегмента TCP. Зарезервировано (6 бит): поле, зарезервированное для последующего использования. Биты управления (6 бит): включает двоичные коды, или флаги, которые указывают назначение и функцию сегмента TCP. Размер окна (16 бит): отображает количество сегментов, которые можно принять единовременно. Контрольная сумма (16 бит): используется для проверки ошибок заголовка и данных сегмента. Срочность (16 бит): обозначает, являются ли данные срочными.

Без управления потоком. В UDP отсутствуют механизмы для управления объёмами данных. UDP, как доставка данных с небольшой нагрузкой, позволяет считать его оптимальным транспортным протоколом для приложений, допускающих потерю некоторого количества данных. UDP — это протокол без контроля состояния, а это значит, что ни клиент, ни сервер не обязаны отслеживать состояние сеанса связи. При доставке сообщения по протоколу TCP или UDP запрашиваемые протоколы и сервисы распознаются по номеру порта. Порт — это числовой идентификатор внутри каждого сегмента, который используется для учёта отдельных сеансов связи и запрошенных сервисов назначения.

Исходный порт. Транспортный уровень отслеживает порт и приложение — источник запроса Номера портов присваиваются Администрацией адресного пространства Интернет (IANA). IANA — это организация по стандартизации, которая отвечает за установление различных стандартов. Существует несколько типов номеров портов: Известные порты (номера 0 — 1023). Они обычно используются, как HTTP IMAP SMTP и Telnet. Зарегистрированные порты (номера 1024 — 49151). Эти номера портов присваиваются процессам или приложениям пользователей. Динамические или частные порты (номера 49152—65535). Как правило, эти порты, которые также называются временными, динамически присваиваются клиентским приложениям, когда клиент инициирует подключение к сервису.

Отличия сегментации, выполняемой протоколом TCP и протоколом UDP. В заголовке UDP порядковый номер не указывается. Протокол UDP обладает более простой конструкцией и создаёт меньше нагрузки по сравнению с TCP, что позволяет увеличить скорость передачи данных.

Управление потоком. Для управления потоком TCP в первую очередь определяет количество сегментов данных, которое может принять устройство назначения. Заголовок TCP включает в себя 16-битное поле, это количество байтов, которое устройство назначения сеанса TCP способно принять и обработать единовременно.