Capa de Transport: Serveis, Multiplexació i UDP

1. La capa de transport i els seus serveis

La capa de transport es troba entre la capa d'aplicació i la capa de xarxa. Els protocols de la capa de transport proporcionen comunicació lògica entre processos de la capa d'aplicació de hosts diferents i només es troben en els sistemes terminals.

Aquests utilitzen els serveis del protocol IP (no fiable) de la capa de xarxa, però no són independents d'ell. Els serveis dels protocols de transport poden estar limitats als serveis de la capa de xarxa o oferir-ne d'altres que aquesta no ofereix (fiabilitat, seguretat).

A l'aplicació només hi ha un protocol de transport.

La capa de xarxa i la de transport es relacionen mitjançant operacions de multiplexació i demultiplexació, que amplien l'entrega de host a host fins a l'entrega de procés a procés.

2. Multiplexació i demultiplexació

Servei que dona un procés de la capa n a diversos processos de la capa n+1.

Multiplexació: varis processos de la capa n+1 presten servei a un procés de la capa n. Consisteix en l'encapsulació de les dades de tots els sockets en l'host d'origen per crear segments i passar-los a la capa de xarxa.

Demultiplexació: un procés de la capa n presta servei a diversos processos de la capa n+1. Consisteix en l'entrega dels segments de la capa de transport al socket receptor correcte, si el procés té diversos sockets.

Cada socket té un identificador únic format per 2 o 4 camps de la forma: adreça IP, número de port de destinació i, en el cas de TCP, adreça IP i port d'origen. Si és UDP, s'identifica només per la seva destinació; si és TCP, per origen i destinació. Els segments TCP i UDP contenen tant la informació d'origen com la de destinació.

Quan un segment arriba a l'host, la capa de transport examina el seu número de port de destinació i l'envia al socket corresponent.

Existeixen 3 nivells de adreçament en cada host. Cadascun identifica: l'adreça de l'host (continguda a la capçalera del datagrama IP), el protocol de transport (contingut a la capçalera del datagrama IP) i el procés (contingut a la capçalera del segment UDP/TCP anomenada port).

Si arriben 2 segments a l'host amb diferent origen però el mateix destí, en mode no connectiu (socket UDP) s'envien al mateix socket, i en mode connectiu (socket TCP) s'envien a sockets diferents. En el mode connectiu, l'host servidor pot suportar diversos sockets TCP oberts alhora (socket d'acollida + 1 per cada connexió TCP). En el cas d'alguns servidors, pocs sockets es distribueixen entre molts processos.

3. Transport sense connexió: UDP

Servei no fiable, sense estat, sense control de flux ni de congestió, sense garanties, sense establiment de connexió i sense segmentació de dades.

Desenvolupa les funcions mínimes d'un protocol de transport (multiplexació i demultiplexació, comprovació d'errors). Es limita a oferir un servei d'entrega de procés a procés (extensió del best effort), ja que quan els datagrames IP arriben a l'host només s'hi afegeix informació (camps de capçalera) per crear els segments UDP.

Quan un procés passa dades a la capa de transport, aquestes s'empaqueten en un segment UDP que s'entrega a la capa de xarxa. Aquest mecanisme és tan ràpid i adequat per a aplicacions de temps real que requereixen retards mínims.

A la capa d'aplicació hi ha més control sobre les dades que s'envien. No obstant això, UDP pot congestionar la xarxa i produir pèrdues en no disposar d'un mecanisme de control de flux. Per això, alguns ISP bloquegen el trànsit UDP i cada vegada s'utilitza més TCP per al transport d'arxius multimèdia.

L'estructura del segment UDP és una capçalera de 8 bytes: número de port d'origen (opcional), número de port de destinació, longitud en bytes del segment UDP (capçalera i cos) i suma de verificació (checksum), mecanisme de detecció d'errors del segment UDP.

Per realitzar aquesta suma, s'obté la pseudocapçalera del datagrama IP rebut que conté el segment UDP i s'emmagatzema el valor del checksum. Es posa a zero aquest camp en el segment UDP i es calcula la suma. Si el valor rebut és igual al valor calculat, el segment UDP no té errors. Si succeeix el contrari, es descarta el segment i es notifica a la capa d'aplicació.