La capa de transport és la quarta capa del model OSI i és responsable de proporcionar serveis de transferència de dades fiables i eficients entre dispositius en una xarxa. Aquesta capa assegura que les dades es transmetin de manera correcta i completa, gestionant aspectes com la segmentació, el control de flux, el control d'errors i la multiplexació.
Objectius de la Capa de Transport
- Segmentació i Reassemblatge: Divideix les dades en segments més petits per a la transmissió i reassembla els segments en el destinatari.
- Control de Flux: Gestiona la velocitat de transmissió de dades per evitar la saturació del receptor.
- Control d'Errors: Detecta i corregeix errors en la transmissió de dades.
- Multiplexació: Permet que múltiples aplicacions utilitzin la mateixa connexió de xarxa simultàniament.
- Establiment, Manteniment i Finalització de Connexions: Gestiona la creació, manteniment i tancament de connexions entre dispositius.
Protocols de la Capa de Transport
Els dos protocols principals de la capa de transport són el TCP (Transmission Control Protocol) i l'UDP (User Datagram Protocol).
Transmission Control Protocol (TCP)
TCP és un protocol orientat a connexió que proporciona una transferència de dades fiable i ordenada. Les seves característiques principals inclouen:
- Establiment de Connexió: Utilitza un procés de tres passos (three-way handshake) per establir una connexió fiable entre el client i el servidor.
- Control de Flux: Utilitza mecanismes com la finestra desplaçable (sliding window) per gestionar la quantitat de dades que es poden enviar abans de rebre una confirmació.
- Control d'Errors: Utilitza números de seqüència i confirmacions (ACKs) per assegurar que els segments es rebin correctament.
- Reordenació de Segments: Assegura que els segments es rebin en l'ordre correcte.
- Retransmissió de Segments Perduts: Torna a enviar segments que no han estat confirmats com a rebuts.
Exemple de Connexió TCP
1. SYN: El client envia un segment SYN (synchronize) al servidor per iniciar la connexió. 2. SYN-ACK: El servidor respon amb un segment SYN-ACK (synchronize-acknowledge) per acceptar la connexió. 3. ACK: El client envia un segment ACK (acknowledge) per confirmar la connexió.
User Datagram Protocol (UDP)
UDP és un protocol sense connexió que proporciona una transferència de dades ràpida però no fiable. Les seves característiques principals inclouen:
- Sense Connexió: No estableix una connexió prèvia abans de la transmissió de dades.
- Sense Control de Flux: No gestiona la velocitat de transmissió de dades.
- Sense Control d'Errors: No proporciona mecanismes per detectar i corregir errors.
- Menor Retard: Ideal per aplicacions que requereixen una transmissió ràpida i on la pèrdua de dades és acceptable, com ara streaming de vídeo o veu.
Exemple de Paquet UDP
+-------------------+-------------------+ | Port d'Origen | Port de Destinació| +-------------------+-------------------+ | Longitud | Suma de Verificació| +-------------------+-------------------+ | Dades | +---------------------------------------+
Comparació entre TCP i UDP
Característica | TCP | UDP |
---|---|---|
Orientació | Connexió | Sense Connexió |
Fiabilitat | Alta (control d'errors) | Baixa (sense control d'errors) |
Control de Flux | Sí | No |
Ordenació de Dades | Sí | No |
Retransmissió | Sí | No |
Velocitat | Més lent | Més ràpid |
Ús Comú | Transferència de fitxers, correu electrònic | Streaming de vídeo/àudio, jocs en línia |
Exercicis Pràctics
Exercici 1: Identificació de Protocols
Pregunta: Quin protocol utilitzaries per a les següents aplicacions i per què?
- Transferència de fitxers grans
- Streaming de vídeo en temps real
- Correus electrònics
- Jocs en línia
Resposta:
- Transferència de fitxers grans: TCP, perquè necessita una transferència de dades fiable i ordenada.
- Streaming de vídeo en temps real: UDP, perquè necessita una transmissió ràpida i pot tolerar la pèrdua de dades.
- Correus electrònics: TCP, perquè necessita assegurar que els missatges es rebin completament i correctament.
- Jocs en línia: UDP, perquè necessita una transmissió ràpida i pot tolerar la pèrdua de dades.
Exercici 2: Anàlisi de Connexió TCP
Pregunta: Descriu el procés de tres passos per establir una connexió TCP.
Resposta:
- SYN: El client envia un segment SYN al servidor per iniciar la connexió.
- SYN-ACK: El servidor respon amb un segment SYN-ACK per acceptar la connexió.
- ACK: El client envia un segment ACK per confirmar la connexió.
Conclusió
La capa de transport és essencial per assegurar una transferència de dades fiable i eficient en una xarxa. Els protocols TCP i UDP ofereixen diferents nivells de fiabilitat i velocitat, adaptant-se a les necessitats específiques de diverses aplicacions. Comprendre les funcions i característiques d'aquests protocols és fonamental per dissenyar i gestionar xarxes eficients i efectives.
Curs de Xarxes
Mòdul 1: Introducció a les Xarxes
Mòdul 2: Protocols de Comunicació
- Introducció als Protocols de Comunicació
- Protocols d'Enllaç de Dades
- Protocols de Xarxa
- Protocols de Transport
- Protocols d'Aplicació
Mòdul 3: Model OSI
- Introducció al Model OSI
- Capa Física
- Capa d'Enllaç de Dades
- Capa de Xarxa
- Capa de Transport
- Capa de Sessió
- Capa de Presentació
- Capa d'Aplicació
Mòdul 4: Model TCP/IP
- Introducció al Model TCP/IP
- Capa d'Accés a la Xarxa
- Capa d'Internet
- Capa de Transport
- Capa d'Aplicació