Cosè il livello di trasporto?

Il modello Open Systems Interconnection, o modello OSI, è un modello concettuale utilizzato per descrivere le parti che compongono una rete di computer. È destinato principalmente a creare una comprensione quotidiana per lo sviluppo di standard e protocolli di rete. Il modello è piuttosto utile per aiutare a comprendere le basi della rete di computer.

Tuttavia, vale la pena tenere presente che l'implementazione dei protocolli nel mondo reale differisce in qualche modo. Esistono molti protocolli di attraversamento dei livelli. Anche i moderni concetti di rete non si adattano necessariamente bene al modello OSI. Tuttavia, è utile comprendere le basi.

Il modello OSI ha sette strati, con i numeri più bassi che si avvicinano ai cavi di metallo nudo che trasmettono i dati. Il livello di trasporto è il livello quattro. Il livello di trasporto è responsabile della fornitura di servizi di comunicazione end-to-end tra dispositivi comunicanti. I protocolli del livello di trasporto possono essere orientati alla connessione. Possono, tuttavia, anche essere senza connessione.

TCP, che sta per Transmission Control Protocol, è il protocollo del livello di trasporto più noto e utilizzato. È orientato alla connessione e forma una comunicazione bidirezionale e presenta funzionalità di rilevamento degli errori e ritrasmissione. UDP, il protocollo del livello di trasporto più popolare, sta per Universal Datagram Protocol. È senza connessione e il mittente non sa mai se il destinatario ha mai ricevuto una trasmissione. Insieme, questi due protocolli costituiscono la maggior parte del traffico di rete su Internet. Sono anche gli unici due protocolli implementati su tutti i principali sistemi operativi.

TLS, o Transport Layer Security, è un protocollo di crittografia utilizzato, tra le altre cose, in HTTPS. Nonostante includa le parole "Transport Layer" nel suo nome, TLS opera al livello 6 del modello OSI, il livello di presentazione, e crittografa i dati prima che raggiungano i protocolli del livello di trasporto effettivo.

Caratteristiche dei protocolli del livello di trasporto

I protocolli del livello di trasporto possono essere orientati alla connessione. Questo è in genere più facile da gestire per un'applicazione poiché esiste un singolo flusso di dati piuttosto che una serie potenzialmente incompleta di datagrammi. Anche la sequenza dei dati è generalmente importante. Sebbene le reti in genere risulteranno nella consegna dei pacchetti nell'ordine in cui sono stati inviati, non si può necessariamente fare affidamento su questo. I segmenti possono essere numerati in modo da poter essere riordinati se visualizzati nell'ordine errato.

Il rilevamento degli errori può essere implementato utilizzando codici di rilevamento degli errori come un checksum. È possibile inviare un messaggio di ricevuta che conferma l'avvenuta ricezione con un ACK e un errore con un NACK. Al ricevimento di un NACK o di un timeout, il mittente può ripetere automaticamente la trasmissione. Il controllo del flusso può garantire che il mittente non trasmetta così velocemente che il destinatario non possa tenere il passo.

La prevenzione della congestione aiuta a garantire prestazioni di rete ottimali anche in presenza di carichi pesanti. L'avvio lento, ad esempio, costringe alcune connessioni ad avviarsi lentamente e ad aumentare la velocità, consentendo loro di evitare di sovraccaricare la rete. Ciò è particolarmente importante per quanto riguarda le ritrasmissioni, poiché la congestione della rete potrebbe essere stata la causa del primo problema e la ritrasmissione di nuovo aggrava il problema. Il multiplexing consente la definizione dei numeri di porta in modo che più trasmissioni possano avvenire contemporaneamente sulla stessa macchina e tutte raggiungano l'applicazione corretta senza interferire l'una con l'altra.

Nessuna di queste funzionalità è obbligatoria per i protocolli del livello di trasporto. TCP, ad esempio, supporta tutte le funzionalità di cui sopra. UDP, tuttavia, supporta solo il multiplexing.

Orientato alla connessione vs. senza connessione

In genere, la maggior parte delle comunicazioni di rete è bidirezionale e segue un modello di richiesta-risposta. Il traffico Web ne è un eccellente esempio. Per i casi d'uso di richiesta-risposta, TCP è l'ideale. Offre una connessione affidabile tra le due parti. Se un segmento non viene ricevuto correttamente, ciò potrebbe causare la visualizzazione non corretta di una pagina web. Tuttavia, il controllo automatico degli errori e la riproduzione aiutano a rilevare e correggere questi errori il più velocemente possibile. Il tempo di trasporto aggiuntivo è un problema minore rispetto al contenuto danneggiato.

Questo non è sempre il caso, però. Il tempo di trasmissione può essere necessario durante la visione di un flusso video in diretta, l'audio in streaming o la riproduzione di un videogioco online. Non è certamente l'ideale per perdere un datagramma, ma è preferibile attendere che venga ritrasmesso, poiché il contenuto sarà già passato da quando è stato. Pertanto, i contenuti in tempo reale e in streaming tendono a utilizzare UDP. È più leggero e più veloce perché non garantisce una trasmissione di successo, a differenza del TCP.

Conclusione

Il livello di trasporto è il livello 4 del modello OSI. È responsabile della fornitura di servizi di comunicazione end-to-end tra dispositivi comunicanti. I protocolli a questo livello possono offrire connessioni affidabili, anche su connessioni instabili o prive di connessione, supponendo che la maggior parte del traffico passi correttamente. Entrambe le opzioni sono utili e hanno molti casi d'uso. Combinati, TCP e UDP costituiscono la maggior parte del traffico di rete su Internet.