Jump to content

Транспортный уровень

(Перенаправлено с уровня 4 )

Четыре помеченных сложенных блока. Синий блок с надписью «Транспорт» — второй сверху.
Транспортный уровень в стеке протоколов Интернета.

В компьютерных сетях транспортный уровень представляет собой концептуальное разделение методов многоуровневой архитектуры протоколов сетевого стека в наборе протоколов Интернета и модели OSI . Протоколы этого уровня предоставляют приложениям услуги сквозной связи. [ 1 ] : §1.1.3  Он предоставляет такие услуги, как связь с установлением соединения , надежность , управление потоком и мультиплексирование .

Детали реализации и семантики транспортного уровня набора протоколов Интернета , [ 1 ] которая является основой Интернета , и модель общей сети OSI различны. Все протоколы, используемые сегодня на этом уровне Интернета, возникли в результате развития TCP/IP. В модели OSI транспортный уровень часто называют уровнем 4 или L4 . [ 2 ] в то время как нумерованные уровни не используются в TCP/IP.

Самый известный транспортный протокол из набора протоколов Интернета — это протокол управления передачей (TCP). Он используется для передач с установлением соединения, тогда как протокол пользовательских дейтаграмм (UDP) без установления соединения используется для более простых передач сообщений. TCP является более сложным протоколом из-за его конструкции с отслеживанием состояния, включающей надежные службы передачи и потока данных. Вместе TCP и UDP составляют практически весь трафик в Интернете и являются единственными протоколами, реализованными во всех основных операционных системах. Дополнительные протоколы транспортного уровня, которые были определены и реализованы, включают протокол управления перегрузкой дейтаграмм (DCCP) и протокол передачи управления потоком (SCTP).

Услуги транспортного уровня передаются приложению через программный интерфейс протоколов транспортного уровня. Услуги могут включать в себя следующие функции: [ 4 ]

Транспортный уровень отвечает за доставку данных соответствующему процессу приложения на хост-компьютерах. Это предполагает статистическое мультиплексирование данных из различных прикладных процессов, т.е. формирование сегментов данных и добавление номеров портов источника и назначения в заголовок каждого сегмента данных транспортного уровня. Вместе с IP-адресами источника и назначения номера портов составляют сетевой сокет , т. е. идентификационный адрес связи между процессами. В модели OSI эта функция поддерживается сеансовым уровнем .

Некоторые протоколы транспортного уровня, например TCP, но не UDP, поддерживают виртуальные каналы , т. е. обеспечивают связь с установлением соединения через базовую пакетно-ориентированную дейтаграммную сеть. Поток байтов доставляется, скрывая связь в пакетном режиме для процессов приложения. Это включает в себя установление соединения, разделение потока данных на пакеты, называемые сегментами, нумерацию сегментов и переупорядочение неупорядоченных данных.

Наконец, некоторые протоколы транспортного уровня, например TCP, но не UDP, обеспечивают сквозную надежную связь, т. е. восстановление ошибок с помощью кода обнаружения ошибок и протокола автоматического запроса повторения (ARQ). Протокол ARQ также обеспечивает управление потоком , которое может сочетаться с предотвращением перегрузок .

UDP — очень простой протокол, не обеспечивающий ни виртуальных каналов, ни надежной связи, делегируя эти функции прикладной программе . Пакеты UDP называются датаграммами , а не сегментами.

TCP используется для многих протоколов, включая просмотр веб-страниц HTTP и передачу электронной почты. UDP может использоваться для многоадресной и широковещательной рассылки , поскольку повторная передача на большое количество хостов невозможна. UDP обычно обеспечивает более высокую пропускную способность и меньшую задержку и поэтому часто используется для мультимедийной связи в реальном времени, где иногда возможна потеря пакетов, например IP-телевидение и IP-телефония, а также для компьютерных онлайн-игр.

Многие сети, не основанные на IP, такие как X.25 , Frame Relay и ATM , реализуют связь, ориентированную на соединение, на уровне сети или канала передачи данных, а не на транспортном уровне. В X.25 в модемах телефонных сетей и в системах беспроводной связи надежная связь между узлами реализована на нижних уровнях протокола.

Спецификация протокола транспортного уровня режима соединения OSI определяет пять классов транспортных протоколов: от TP0 , обеспечивающего наименьшее восстановление ошибок, до TP4 , который предназначен для менее надежных сетей.

Из-за окостенения протоколов TCP и UDP являются единственными широко используемыми транспортными протоколами в Интернете. [ 6 ] Чтобы избежать непереносимости промежуточного блока , новые транспортные протоколы могут имитировать проводной образ допустимого протокола или быть инкапсулированы в UDP, принимая некоторые накладные расходы (например, из-за того, что внешние контрольные суммы становятся избыточными в результате внутренних проверок целостности). [ 7 ] QUIC использует последний подход, восстанавливая надежную потоковую передачу поверх UDP. [ 8 ]

Протоколы

[ редактировать ]

В этом списке показаны некоторые протоколы, которые обычно размещаются на транспортных уровнях набора протоколов Интернета , набора протоколов OSI IPX NetWare , /SPX , AppleTalk и Fibre Channel .

Сравнение протоколов транспортного уровня Интернета

[ редактировать ]
Особенность UDP UDP-Lite TCP Многопутевой TCP SCTP DCCP РУДП [ а ]
Размер заголовка пакета 8 байт 8 байт 20–60 байт 50–90 байт 12 байт [ б ] 12 или 16 байт 14+ байт
Типичные издержки пакета данных 8 байт 8 байт 20 байт ?? байты 44–48+ байт [ с ] 12 или 16 байт 14 байт
Объект пакета транспортного уровня Датаграмма Датаграмма Сегмент Сегмент Датаграмма Датаграмма Датаграмма
Ориентированный на соединение Нет Нет Да Да Да Да Да
Надежный транспорт Нет Нет Да Да Да Нет Да
Ненадежный транспорт Да Да Нет Нет Да Да Да
Сохранять границы сообщения Да Да Нет Нет Да Да Да
Доставка Неупорядоченный Неупорядоченный Заказал Заказал Заказанный/Неупорядоченный Неупорядоченный Неупорядоченный
данных Контрольная сумма Необязательный Да Да Да Да Да Необязательный
Размер контрольной суммы 16 бит 16 бит 16 бит 16 бит 32 бита 16 бит 16 бит
Частичная контрольная сумма Нет Да Нет Нет Нет Да Нет
Путь ЧЕЛОВЕК Нет Нет Да Да Да Да ?
Управление потоком Нет Нет Да Да Да Нет Да
Контроль перегрузок Нет Нет Да Да Да Да ?
Явное уведомление о перегрузке Нет Нет Да Да Да Да ?
Несколько потоков Нет Нет Нет Нет Да Нет Нет
Множественная адресация Нет Нет Нет Да Да Нет Нет
Объединение / Нэгл Нет Нет Да Да Да Нет ?
  1. ^ RUDP официально не стандартизирован. С 1999 года не было никаких разработок, связанных со стандартами.
  2. ^ Исключая заголовки блоков данных и служебные фрагменты. Без встроенных фрагментов пакет SCTP практически бесполезен.
  3. ^ Подсчитывается следующим образом: 12 байт заголовка SCTP + 16 байт заголовка фрагмента DATA или 20 байт заголовка фрагмента I-DATA + 16+ байт фрагмента SACK. Дополнительные фрагменты, не относящиеся к данным (например, AUTH), и/или заголовки для дополнительных фрагментов данных, которые могут легко увеличить накладные расходы на 50 или более байт, не учитываются.

Сравнение транспортных протоколов OSI

[ редактировать ]

Рекомендация ISO/IEC 8073/ITU-T X.224 «Информационные технологии — Взаимодействие открытых систем — Протокол для предоставления транспортных услуг в режиме соединения» определяет пять классов транспортных протоколов в режиме соединения, обозначенных от класса 0 (TP0) до класса 4. (ТП4). Класс 0 не содержит восстановления после ошибок и был разработан для использования на сетевых уровнях, обеспечивающих безошибочные соединения. Класс 4 наиболее близок к TCP, хотя TCP содержит такие функции, как плавное закрытие, которые OSI назначает сеансовому уровню. Все классы протоколов режима соединения OSI обеспечивают ускоренную передачу данных и сохранение границ записей. Подробные характеристики классов приведены в следующей таблице: [ 10 ]

Услуга ТП0 ТП1 ТП2 ТП3 ТП4
Сеть, ориентированная на соединение Да Да Да Да Да
Сеть без установления соединения Нет Нет Нет Нет Да
Конкатенация и разделение Нет Да Да Да Да
Сегментация и повторная сборка Да Да Да Да Да
Восстановление ошибок Нет Да Нет Да Да
чрезмерное количество PDU Повторно инициировать соединение (если не подтверждено ) Нет Да Нет Да Нет
Мультиплексирование и демультиплексирование в одном виртуальном канале Нет Нет Да Да Да
Явное управление потоком Нет Нет Да Да Да
Повторная передача по тайм-ауту Нет Нет Нет Нет Да
Надежный транспортный сервис Нет Да Нет Да Да

Существует также транспортный протокол без установления соединения, указанный в Рекомендации ISO/IEC 8602/ITU-T X.234. [ 11 ]

  1. ^ Перейти обратно: а б Р. Брейден , изд. (октябрь 1989 г.). Требования к интернет-хостам – коммуникационные уровни . Сетевая рабочая группа. дои : 10.17487/RFC1122 . СТД 3. RFC 1122 . Интернет-стандарт 3. Обновлено RFC 1349 , 4379 , 5884 , 6093 , 6298 , 6633 , 6864 , 8029 и 9293 .
  2. ^ «Представляем пакет интернет-протоколов» . Руководство системного администратора, Том 3 .
  3. ^ «X.225: Информационные технологии – Взаимосвязь открытых систем – Протокол сеанса, ориентированный на соединение: Спецификация протокола» . Архивировано из оригинала 1 февраля 2021 года . Проверено 10 марта 2023 г.
  4. ^ «Транспортный уровень» (PDF) . Университет Галготии .
  5. ^ Хина, Кера. «Передача данных и сети» (PDF) . Университет Галготии . п. 9.
  6. ^ Папастерджиу и др. 2017 , с. 620-621.
  7. ^ Папастерджиу и др. 2017 , с. 623-624.
  8. ^ Корбет 2018 .
  9. ^ Брайан К. Смит, Cyclic-UDP: протокол Best Effort, управляемый приоритетами (PDF) , получено 23 февраля 2020 г.
  10. ^ «Рекомендация МСЭ-Т X.224 (11/1995) ISO/IEC 8073» . Itu.int . Проверено 17 января 2017 г.
  11. ^ «Рекомендация МСЭ-Т X.234 (07/1994) ISO/IEC 8602» . Itu.int . Проверено 17 января 2017 г.

Библиография

[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 6cd5464c87d886b6b8ce1ac6e6467847__1716094080
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/6c/47/6cd5464c87d886b6b8ce1ac6e6467847.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Transport layer - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)