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

  1. Transmissió Fiable: Garantir que els paquets de dades arribin a la destinació sense errors i en l'ordre correcte.
  2. Control de Flux: Regular la velocitat de transmissió de dades per evitar la saturació de la xarxa.
  3. Multiplexació: Permetre que múltiples aplicacions utilitzin la mateixa connexió de xarxa simultàniament.
  4. 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 No
Control de Congestió 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

  1. Descriu els passos necessaris per establir una connexió TCP entre un client i un servidor.
  2. Explica què succeeix si un dels paquets (SYN, SYN-ACK, ACK) es perd durant el procés d'establiment de la connexió.

Solució:

  1. 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.
  2. 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

  1. Enumera tres aplicacions o serveis que utilitzin TCP i tres que utilitzin UDP.
  2. Explica per què cada aplicació o servei utilitza el protocol corresponent.

Solució:

  1. 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)
  2. 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.

© Copyright 2024. Tots els drets reservats