ما هي طبقة النقل؟

نموذج Open Systems Interconnection ، أو نموذج OSI ، هو نموذج مفاهيمي يستخدم لوصف الأجزاء التي تشكل شبكة الكمبيوتر. الغرض منه هو في المقام الأول خلق فهم يومي لتطوير معايير وبروتوكولات الشبكات. النموذج مفيد جدًا للمساعدة في فهم أساسيات شبكات الكمبيوتر.

ومع ذلك ، يجدر جدًا أن نأخذ في الاعتبار أن تنفيذ البروتوكولات في العالم الحقيقي يختلف إلى حد ما. هناك الكثير من بروتوكولات عبور الطبقات. لا تتناسب مفاهيم الشبكات الحديثة بالضرورة مع نموذج OSI جيدًا. ومع ذلك ، من المفيد فهم الأساسيات.

يحتوي نموذج OSI على سبع طبقات ، حيث تقترب الأرقام المنخفضة من الكابلات المعدنية العارية التي تنقل البيانات. طبقة النقل هي الطبقة الرابعة. طبقة النقل مسؤولة عن توفير خدمات الاتصال من طرف إلى طرف بين أجهزة الاتصال. يمكن أن تكون بروتوكولات طبقة النقل موجهة نحو الاتصال. ومع ذلك ، يمكن أن تكون أيضًا غير متصلة.

TCP ، الذي يرمز إلى بروتوكول التحكم في الإرسال ، هو بروتوكول طبقة النقل الأكثر شهرة والأكثر استخدامًا. وهي عبارة عن اتصال ثنائي الاتجاه يعتمد على الاتصال ، ويتميز بوظيفة اكتشاف الأخطاء وإعادة الإرسال. UDP ، بروتوكول طبقة النقل الأكثر شيوعًا ، يرمز إلى بروتوكول مخطط البيانات العالمي. إنه غير متصل ، ولا يعرف المرسل أبدًا ما إذا كان المستلم قد تلقى إرسالًا. يشكل هذان البروتوكولان معًا معظم حركة مرور الشبكة على الإنترنت. وهما أيضًا البروتوكولان الوحيدان اللذان يتم تطبيقهما على جميع أنظمة التشغيل الرئيسية.

TLS ، أو Transport Layer Security ، هو بروتوكول تشفير يستخدم في HTTPS ، من بين أشياء أخرى. على الرغم من تضمين كلمات "Transport Layer" في اسمها ، تعمل TLS في الطبقة 6 من نموذج OSI وطبقة العرض التقديمي وتقوم بتشفير البيانات قبل أن تصل إلى بروتوكولات طبقة النقل الفعلية.

ميزات بروتوكولات طبقة النقل

يمكن أن تكون بروتوكولات طبقة النقل موجهة نحو الاتصال. عادةً ما يكون هذا أسهل بالنسبة للتطبيق في إدارته نظرًا لوجود دفق واحد من البيانات بدلاً من سلسلة من مخططات البيانات غير المكتملة. تسلسل البيانات مهم أيضًا بشكل عام. بينما تؤدي الشبكات عادةً إلى تسليم الحزم بالترتيب الذي تم إرسالها به ، لا يمكن الاعتماد على ذلك بالضرورة. يمكن ترقيم المقاطع بحيث يمكن إعادة ترتيبها إذا تم عرضها بترتيب غير صحيح.

يمكن تنفيذ اكتشاف الأخطاء باستخدام رموز اكتشاف الأخطاء مثل المجموع الاختباري. يمكن إرسال رسالة إيصال تؤكد الاستلام الناجح مع ACK وخطأ في NACK. عند استلام NACK أو انقضاء المهلة ، يجوز للمرسل إعادة الإرسال تلقائيًا. يمكن أن يضمن التحكم في التدفق عدم قيام المرسل بالإرسال بسرعة كبيرة بحيث يتعذر على جهاز الاستقبال مواكبة ذلك.

يساعد تجنب الازدحام على ضمان الأداء الأمثل للشبكة حتى في ظل الأحمال الثقيلة. فالبدء البطيء ، على سبيل المثال ، يفرض على بعض الاتصالات أن تبدأ ببطء وتزداد سرعتها ، مما يسمح لها بتجنب إرباك الشبكة. هذا مهم بشكل خاص فيما يتعلق بإعادة الإرسال ، حيث يمكن أن يكون ازدحام الشبكة هو سبب المشكلة الأولى ، وإعادة الإرسال مرة أخرى يؤدي إلى تفاقم المشكلة. يتيح تعدد الإرسال تحديد أرقام المنافذ بحيث يمكن أن تحدث عمليات إرسال متعددة في وقت واحد على نفس الجهاز وتصل جميعها إلى التطبيق المناسب دون التداخل مع بعضها البعض.

لا تعد أي من هذه الميزات إلزامية لبروتوكولات طبقة النقل. TCP ، على سبيل المثال ، يدعم جميع الميزات المذكورة أعلاه. ومع ذلك ، فإن UDP يدعم فقط تعدد الإرسال.

التوجه نحو الاتصال مقابل عدم الاتصال

عادةً ما تكون معظم اتصالات الشبكة ثنائية الاتجاه وتتبع نمط الطلب والاستجابة. حركة الويب هي مثال ممتاز على ذلك. بالنسبة لحالات استخدام الطلب والاستجابة ، يعتبر برنامج التعاون الفني مثاليًا. يوفر اتصالًا موثوقًا بين الطرفين. إذا فشل تلقي مقطع ما بشكل مناسب ، فقد يؤدي ذلك إلى عدم عرض صفحة الويب بشكل صحيح. ومع ذلك ، فإن التحقق التلقائي من الأخطاء وإعادة التشغيل يساعدان في اكتشاف هذه الأخطاء وتصحيحها في أسرع وقت ممكن. يعتبر وقت النقل الإضافي مشكلة أقل من المحتوى المعطل.

لكن هذا ليس هو الحال دائمًا. يمكن أن يكون وقت الإرسال ضروريًا عند مشاهدة بث مباشر للفيديو أو بث الصوت أو تشغيل لعبة فيديو عبر الإنترنت. من المؤكد أنها ليست مثالية لفقدان مخطط بيانات ، ولكن من الأفضل انتظار إعادة إرساله ، حيث سيكون المحتوى قد انتقل بالفعل بحلول الوقت الذي كان فيه. على هذا النحو ، يميل محتوى الوقت الفعلي والمحتوى المتدفق إلى استخدام UDP. إنه أخف وزنًا وأسرع لأنه لا يضمن انتقالًا ناجحًا ، على عكس TCP.

خاتمة

طبقة النقل هي الطبقة 4 من نموذج OSI. وهي مسؤولة عن توفير خدمات الاتصال من طرف إلى طرف بين أجهزة الاتصال. يمكن أن توفر البروتوكولات في هذه الطبقة اتصالات موثوقة ، حتى عبر الاتصالات غير المستقرة أو الاتصالات غير المتصلة ، على افتراض أن معظم حركة المرور تمر بشكل جيد. كلا الخيارين مفيدان ولهما العديد من حالات الاستخدام. يشكل كل من TCP و UDP معًا معظم حركة مرور الشبكة على الإنترنت.