La Capa de Transport: Protocols, Funcions i Fiabilitat

La Capa de Transport: Funcions Essencials

La capa de transport s'encarrega de mantenir les comunicacions de les aplicacions que s'executen en un host. És fonamental per a la gestió de dades entre processos.

Rastreig de la Capa de Transport

Aquesta funció permet supervisar i gestionar el flux de dades a nivell de transport, assegurant que les comunicacions entre aplicacions siguin eficients.

Segmentació de Dades

La capa de transport segmenta l'stream de dades de cada aplicació i els prepara per ser enviats a través de la xarxa. Cada segment de dades conté informació que identifica l'aplicació que el genera, permetent una correcta distribució.

Reassemblatge de Segments

En el destí, la capa de transport s'encarrega d'ordenar correctament els segments rebuts perquè arribin a l'aplicació correcta en l'ordre adequat, reconstruint així el flux de dades original.

Control de Converses

La capa de transport gestiona les converses entre aplicacions, assegurant que cada comunicació es mantingui independent i ordenada, fins i tot quan múltiples aplicacions estan actives simultàniament.

Funcions Clau dels Protocols de Transport

Els protocols de transport realitzen diverses funcions crucials per a la comunicació de dades:

• Segmentació i Reassemblatge de Dades

  Consisteix a dividir les dades en segments més petits per a la transmissió i tornar-los a muntar en el destí per restaurar el missatge original.

• Multiplexació de Converses

  Cada aplicació utilitza un número de port que és suficient per identificar de manera única la conversa, permetent que múltiples aplicacions comparteixin la mateixa connexió de xarxa.

• Establiment de Sessió

  Prepara l'aplicació per rebre les dades, establint una connexió lògica abans de l'intercanvi de dades (específic de protocols orientats a la connexió com TCP).

• Gestió d'Errors i Retransmissió

  Si es perd l'entrega d'un segment, l'origen pot reenviar les dades perdudes o degradades, assegurant la integritat de la comunicació.

• Control de Flux

  Si la memòria intermèdia del receptor se sobrecarrega, el protocol pot demanar que es redueixi la velocitat del flux de dades, ja que la memòria és limitada, evitant la pèrdua de dades.

Suport per a una Comunicació Fiable

La fiabilitat en la capa de transport és el fet d'assegurar que totes les dades arriben al destí sense errors ni pèrdues. Això implica tres operacions fonamentals:

• Rastreig o control de les dades enviades i rebudes.
• Acusament de rebut de les dades rebudes.
• Retransmissió de qualsevol dada sense acusament.

Aplicacions que Requereixen Fiabilitat

Moltes aplicacions crítiques depenen de la fiabilitat de la capa de transport, com ara:

• Bases de dades (BBDD)
• Navegació web
• Correu electrònic
• Transferència de fitxers (FTP)

Protocols de Transport: TCP vs. UDP

Els protocols TCP (Transmission Control Protocol) i UDP (User Datagram Protocol) són els més usuals en la capa de transport, cadascun amb característiques diferents:

UDP (User Datagram Protocol)

• És un protocol sense connexió.
• Requereix pocs recursos de xarxa.
• No garanteix l'entrega ni l'ordre dels paquets.
• Aplicacions que utilitzen UDP:
  • DNS (Domain Name System)
  • Streaming de veu i vídeo
  • Jocs en línia

TCP (Transmission Control Protocol)

• És un protocol orientat a la connexió.
• Té control de flux.
• És fiable, garantint l'entrega i l'ordre dels paquets.
• Aplicacions que utilitzen TCP:
  • Navegació web (HTTP/HTTPS)
  • Transferència de fitxers (FTP)
  • Correu electrònic (SMTP, POP3, IMAP)

Direccionament de Ports en la Capa de Transport

Els números de port s'utilitzen per identificar les aplicacions d'origen i de destí en un host. Els servidors solen tenir un número de port estàtic (ben conegut), mentre que els clients, en canvi, utilitzen ports dinàmics.

La IANA (Internet Assigned Numbers Authority) és la responsable de l'assignació i gestió dels números de port.

Tipus de Ports

• Ports Ben Coneguts (Well-Known Ports): 0-1023 (utilitzats per servidors i serveis estàndard, com HTTP 80, FTP 21).
• Ports Registrats (Registered Ports): 1024-49151 (utilitzats per aplicacions client o serveis específics registrats).
• Ports Dinàmics o Privats (Dynamic/Private Ports): 49152-65535 (utilitzats principalment per aplicacions client de forma temporal).

El comandament netstat ens permet veure les connexions de xarxa actives i els ports utilitzats en un sistema.

Segmentació i Reassemblatge: Detalls Tècnics

La segmentació i el reassemblatge permeten que les dades es transmetin dins dels límits dels mitjans de xarxa i que aquestes dades es multiplexin eficientment.

• TCP: Posa un número de seqüència a cada segment, la qual cosa permet al receptor reordenar-los correctament i detectar segments perduts.
• UDP: No utilitza números de seqüència per a la fiabilitat, però pot incloure marques de temps en streams de vídeo o àudio per ajudar a la sincronització.

Fiabilitat en TCP: Sessions i Acusaments

TCP genera sessions orientades a la connexió, la qual cosa significa que s'estableix una connexió lògica abans de la transmissió de dades. Els acusaments de rebut (ACKs) són fonamentals en TCP, ja que indiquen que les dades s'han rebut amb èxit, garantint així la fiabilitat de la comunicació.