لایه انتقال

سرویس‌های زیادی وجود دارد که می‌تواند توسط یک پروتکل در لایه انتقال ارائه شود که می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

• ارتباط اتصال گرا یا Connection-oriented communication: این نوع ارتباط را که می‌توان آن را جریان داده نیز تفسیر کرد می‌تواند مزایای متعددی را برای برنامه کاربردی به ارمغان بیاورد. در حالت عادی کار کردن با آن راحتتر از کار کردن با ارتباط بدون اتصال یا Connection-less است. یکی از پروتکل‌هایی که این نوع سرویس را ارائه می دهد پروتکل TCP می‌باشد.
• مرتب‌سازی بایتی یا Byte Orientation : به جای اینکه برنامه کاربردی پیام‌های دریافت شده از سیستم ارتباطی را بر اساس فرمتی نامشخص پردازش کند، اغلب جریان داده را به صورت ترتیبی از بایت‌ها می خواند که این کار به مراتب آسان تر خواهد بود. این ساده‌سازی به برنامه کاربردی امکان می دهد که بتواند با فرمت‌های مختلفی از پیام‌ها کار کند.
• تحویل با ترتیب یکسان : لایه شبکه معمولاً قادر به تضمین این مسئله نیست که داده‌های بسته‌های دریافت شده دقیقاً همان ترتیبی را دارند که از سیستم ارسال‌کننده فرستاده شده‌اند. وظیفه مرتب‌سازی بسته معمولاً در لایه انتقال صورت می پذیرد.
• قابلیت اطمینان : به دلیل خطاها و تراکم‌های شبکه‌ای احتمال اینکه بسته‌های اطلاعاتی از بین بروند وجود دارد. با استفاده از تکنیک‌های کد شناسایی خطا از قبیل مجموع مقابله‌ای یا checksum، پروتکل انتقال بررسی می‌کند که آیا داده‌ها سالم هستند یا خیر. این پروتکل نتیجه بررسی خود را بوسیله ارسال کند ACK (به معنای صحت داده ها) و NACK (به معنای خرابی داده ها) به فرستنده اعلام می‌کند. ممکن است طرح‌های درخواست تکرار خودکار برای ارسال دوباره اطلاعات آسیب دیده یا از بین رفته مورد استفاده قرار گیرد.
• کنترل جریان یا Flow Control : بعضی اوقات نرخ انتقال اطلاعات بین دو نود بایستی مدیریت شود تا از ارسال سریع تر فرستنده نسبت به گیرنده اطلاعات که می‌تواند منجر به سرریز بافر داده‌ای گیرنده شود جلوگیری به عمل آید.
• پیشگیری از تراکم یا Congestion Avoidance : کنترل تراکم می‌تواند ترافیک وارد شده به شبکه مخابراتی را مدیریت کرده و با اعمال ممنوعیت ورود هر نوع امکان ارتباطی یا پردازشی از سوی نودهای شبکه تصادم یا تراکم را کاهش دهد. همچنین این سرویس می‌تواند با در اختیار گرفتن منابع، باعث کاهش نرخ ارسال بسته‌های اطلاعاتی شود. برای مثال، درخواست تکرار خودکار می‌تواند شبکه را در حالتی متراکم نگه دارد؛ این موقعیت می‌تواند با اعمال پیشگیری‌های تراکمی به کنترل جریان به حداقل برسد. با این کار مصرف پهنای باند از همان ابتدای انتقال اطلاعات یا بعد از ارسال مجدد بسته‌ها در سطحی پایین و ایمن باقی خواهد ماند.
• تسهیم یا مالتی پلکسینگ (Multiplexing) : پورتها می‌تواند چندین مقصد پایانی را بر روی یک نود فراهم آورد. برای مثال، نام موجود در آدرس پستی می‌تواند نمایانگر نوعی از تسهیم و تفکیک بین چندین گیرنده در یک محل باشد. برنامه‌های کاربردی بر روی پورت‌های مخصوص به خودشان به اطلاعات گوش می دهند که این کار این امکان را فراهم می‌آورد که از چندین سرویس شبکه به صورت هم‌زمان استفاده کنیم. این سرویس بخشی از لایه انتقال در مدل TCP/IP است، اما در مدل OSI این سرویس بخشی از لایه نشست می‌باشد.

لایه انتقال مسئولیت تحویل اطلاعات به پردازش کاربردی مناسب بر روی کامپیوتر میزبان را بر عهده دارد. این کار شامل تسهیم آماری داده‌ها از پردازش‌های کاربردی مختلف می‌شود، به عبارت ساده‌تر تشکیل بسته‌های داده‌ای و افزودن شماره پورت‌های مبدأ و مقصد در هدر لایه انتقال هر یک از بسته‌های داده‌ای به عهده این لایه می‌باشد. شماره پورت‌ها به همراه شماره IP مبدأ و مقصد یک سوکت شبکه را شکل می دهند. سوکت آدرسی تشخیصی متعلق به ارتباطات پردازش به پردازش است. در مدل OSI این کار توسط لایه نشست صورت می پذیرد.

برخی از پروتکل‌های لایه انتقال نظیر TCP، و نه UDP، از مدارهای مجازی Virtual circuit پشتیبانی می‌کنند؛ یعنی ارتباطی اتصال گرا را بر روی شبکه دیتاگرام فراهم می‌آورند. زمانی‌که ارتباطات بسته‌ای از دید پردازش‌های کاربردی پنهان هستند از یک جریان بایتی استفاده خواهد شد. این کار از مراحل زیر تشکیل می‌شود: برقرارسازی ارتباط، تقسیم جریان داده‌ای به بسته‌هایی که بخش یا segment نامیده می‌شوند، شماره‌گذاری بخش‌ها و مرتب‌سازی مجدد ترتیب داده ها.

در نهایت، بعضی از پروتکل‌های لایه انتقال نظیر TCP و نه UDP، ارتباط مبدأ به مقصد قابل اطمینانی را فراهم می‌آورند. عمل کشف خطا با استفاده از تکنیک‌هایی مانند کد شناسایی خطا و پروتکل درخواست تکرار خودکار (ARQ) انجام می پذیرد. پروتکل ARQ عمل کنترل جریان را نیز برعهده دارد که ممکن است با سرویس پیشگیری از تراکم ترکیب شود.

UDP پروتکل بسیار ساده‌ای است . از UDP می‌توان در Broadcasting و Multicasting استفاده جست زیرا انتقال دوباره برای بخش اعظمی از نودها امکان پذیر نیست. UDP معمولاً خروجی بالاتر و میزان تأخیر کمتری را تولید می‌کند و بنابراین از آن می‌توان در ارتباطات چندرسانه‌ای زنده که در آن از دست رفتن معقول بسته‌های اطلاعاتی قابل پذیرش باشد استفاده کرد، مانند IP-TV و IP-telephony و نیز بازی‌های رایانه‌ای برخط.

در بسیاری از شبکه‌های رایانه‌ای که مبتنی بر IP نیستند نظیر اکس ۲۵ (X.۲۵)، بازپخش قاب (Frame Relay) و ATM یا حالت انتقال ناهمگام، ارتباط اتصال گرا به جای اینکه در لایه انتقال پیاده‌سازی شود در لایه شبکه یا لایه پیوندداده تعبیه می‌شود. در اکس ۲۵، در مودم‌های شبکه تلفنی و نیز در سیستم‌های ارتباطی بی سیم، ارتباط نود به نود قابل اطمینان در پروتکل‌های لایه‌های پایین‌تر تعبیه می‌شوند.

مدل OSI پنج کلاس از پروتکل‌های انتقال را تعریف می‌کند ، TP۰ با کمترین امکان کشف خطا تا TP۴ که برای شبکه‌های با قابلیت اطمینان پایین‌تر طراحی شده‌است.

تعریف دقیقی که بتوان بواسطه آن پروتکل‌های لایه انتقال را توصیف کرد وجود ندارد. موارد زیر فهرست کوچکی از پروتکل‌های این لایه هستند

• ATP، پروتکل تراکنش AppleTalk
• DCCP، پروتکل کنترل ازدحام دیتاگرام
• FCP، پروتکل کانال فیبری
• IL، پروتکل IL
• NBF، پروتکل فریم‌های NetBIOS
• RDP، پروتکل دیتاگرام قابل اطمینان
• SCTP، پروتکل انتقال کنترل جریان
• SPX، تبادل بسته مرحله‌ای
• SST، انتقال جریان ساختاریافته
• TCP، پروتکل کنترل انتقال
• UDP، پروتکل داده‌نگار کاربر
• UDP Lite
• µTP، پروتکل میکرو انتقال