La capa de transport és una part fonamental del model TCP/IP, ja que s'encarrega de proporcionar serveis de comunicació directa entre aplicacions en diferents dispositius. Aquesta capa és responsable de la transmissió fiable i ordenada de dades, així com de la gestió de fluxos i el control d'errors.
Objectius de la Capa de Transport
- Transmissió Fiable: Garantir que els paquets de dades arribin a la destinació sense errors i en l'ordre correcte.
- Control de Flux: Regular la velocitat de transmissió de dades per evitar la saturació de la xarxa.
- Multiplexació: Permetre que múltiples aplicacions utilitzin la mateixa connexió de xarxa simultàniament.
- Control d'Errors: Detectar i corregir errors en la transmissió de dades.
Protocols de la Capa de Transport
TCP (Transmission Control Protocol)
El TCP és un protocol orientat a connexió que proporciona una transmissió fiable i ordenada de dades. És el protocol més utilitzat en la capa de transport del model TCP/IP.
Característiques del TCP:
- Connexió Orientada: Abans de transmetre dades, es necessita establir una connexió entre els dispositius.
- Fiabilitat: Utilitza mecanismes de confirmació (ACK) i retransmissió per assegurar que les dades arribin correctament.
- Control de Flux: Utilitza la finestra desplaçable per gestionar la quantitat de dades que es poden enviar abans de rebre una confirmació.
- Control de Congestió: Ajusta la velocitat de transmissió per evitar la congestió de la xarxa.
Exemple de Connexió TCP:
1. SYN: El client envia un paquet SYN (synchronize) al servidor per iniciar la connexió. 2. SYN-ACK: El servidor respon amb un paquet SYN-ACK (synchronize-acknowledge). 3. ACK: El client envia un paquet ACK (acknowledge) per confirmar la recepció del SYN-ACK.
Client Servidor | SYN ----------------------> | | <---------------------- SYN-ACK | | ACK ----------------------> |
UDP (User Datagram Protocol)
El UDP és un protocol no orientat a connexió que proporciona una transmissió de dades ràpida però no fiable. És utilitzat en aplicacions on la velocitat és més important que la fiabilitat, com ara el streaming de vídeo o àudio.
Característiques del UDP:
- No Orientat a Connexió: No necessita establir una connexió abans de transmetre dades.
- Sense Fiabilitat: No garanteix la transmissió ordenada ni la correcció d'errors.
- Baixa Latència: És més ràpid que el TCP perquè no té mecanismes de confirmació ni retransmissió.
Exemple de Trames UDP:
Client Servidor | Data ---------------------> | | Data ---------------------> | | Data ---------------------> |
Comparació entre TCP i UDP
Característica | TCP | UDP |
---|---|---|
Orientació | Connexió | No Connexió |
Fiabilitat | Alta (confirmacions i retransmissions) | Baixa (sense confirmacions) |
Control de Flux | Sí | No |
Control de Congestió | Sí | No |
Velocitat | Més lent | Més ràpid |
Ús Comú | Transferència de fitxers, correu electrònic | Streaming de vídeo/àudio, jocs en línia |
Exercici Pràctic
Exercici 1: Establiment de Connexió TCP
- Descriu els passos necessaris per establir una connexió TCP entre un client i un servidor.
- Explica què succeeix si un dels paquets (SYN, SYN-ACK, ACK) es perd durant el procés d'establiment de la connexió.
Solució:
-
Els passos necessaris per establir una connexió TCP són:
- El client envia un paquet SYN al servidor.
- El servidor respon amb un paquet SYN-ACK.
- El client envia un paquet ACK per confirmar la recepció del SYN-ACK.
-
Si un dels paquets es perd:
- Si el paquet SYN es perd, el client tornarà a enviar el paquet després d'un temps d'espera.
- Si el paquet SYN-ACK es perd, el client no rebrà la resposta i tornarà a enviar el paquet SYN.
- Si el paquet ACK es perd, el servidor no rebrà la confirmació i eventualment el client tornarà a enviar el paquet ACK.
Exercici 2: Diferències entre TCP i UDP
- Enumera tres aplicacions o serveis que utilitzin TCP i tres que utilitzin UDP.
- Explica per què cada aplicació o servei utilitza el protocol corresponent.
Solució:
-
Aplicacions que utilitzen TCP:
- Transferència de fitxers (FTP)
- Correu electrònic (SMTP)
- Navegació web (HTTP/HTTPS)
Aplicacions que utilitzen UDP:
- Streaming de vídeo (YouTube, Netflix)
- Jocs en línia
- VoIP (Skype, Zoom)
-
Explicació:
- Transferència de fitxers (FTP): Utilitza TCP perquè necessita una transmissió fiable i ordenada de dades.
- Correu electrònic (SMTP): Utilitza TCP per assegurar que els missatges es lliurin correctament.
- Navegació web (HTTP/HTTPS): Utilitza TCP per garantir que les pàgines web es carreguin completament i sense errors.
- Streaming de vídeo (YouTube, Netflix): Utilitza UDP perquè la velocitat és més important que la fiabilitat; petites pèrdues de dades no afecten significativament la qualitat del vídeo.
- Jocs en línia: Utilitzen UDP per reduir la latència i proporcionar una experiència de joc més fluida.
- VoIP (Skype, Zoom): Utilitzen UDP per permetre una comunicació en temps real amb baixa latència, acceptant petites pèrdues de dades.
Conclusió
La capa de transport del model TCP/IP és essencial per proporcionar serveis de comunicació fiables i eficients entre aplicacions. Els protocols TCP i UDP ofereixen diferents avantatges i inconvenients, depenent de les necessitats específiques de les aplicacions. Comprendre les diferències entre aquests protocols i com funcionen és fonamental per dissenyar i gestionar xarxes eficients i robustes.
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