ชั้นการขนส่งคืออะไร?

Open Systems Interconnection model หรือ OSI model เป็นแบบจำลองแนวคิดที่ใช้อธิบายส่วนต่างๆ ที่ประกอบกันเป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ มีวัตถุประสงค์หลักเพื่อสร้างความเข้าใจในชีวิตประจำวันสำหรับการพัฒนามาตรฐานเครือข่ายและโปรโตคอล โมเดลนี้ค่อนข้างมีประโยชน์ในการช่วยให้เข้าใจพื้นฐานของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

อย่างไรก็ตาม ควรระลึกไว้เสมอว่าการนำโปรโตคอลไปใช้ในโลกแห่งความเป็นจริงนั้นแตกต่างกันบ้าง มีโปรโตคอลข้ามเลเยอร์มากมาย แนวคิดเครือข่ายสมัยใหม่ไม่จำเป็นต้องเข้ากับโมเดล OSI เสมอไป ถึงกระนั้น การทำความเข้าใจพื้นฐานก็เป็นประโยชน์

โมเดล OSI มีเจ็ดเลเยอร์ โดยตัวเลขที่ต่ำกว่าจะใกล้เคียงกับสายเคเบิลโลหะเปลือยที่ส่งข้อมูล ชั้นการขนส่งคือชั้นที่สี่ ชั้นการขนส่งมีหน้าที่ให้บริการการสื่อสารแบบครบวงจรระหว่างอุปกรณ์สื่อสาร โปรโตคอลเลเยอร์การขนส่งสามารถเชื่อมต่อได้ อย่างไรก็ตาม พวกเขายังสามารถเชื่อมต่อกันได้

TCP ซึ่งย่อมาจาก Transmission Control Protocol เป็นโปรโตคอลเลเยอร์การขนส่งที่รู้จักกันดีและใช้มากที่สุด เป็นการสื่อสารแบบสองทิศทางที่มุ่งเน้นการเชื่อมต่อ และคุณลักษณะการตรวจจับข้อผิดพลาดและฟังก์ชันการส่งสัญญาณซ้ำ UDP ซึ่งเป็นโปรโตคอลเลเยอร์การขนส่งที่ได้รับความนิยมสูงสุด ย่อมาจาก Universal Datagram Protocol ไม่มีการเชื่อมต่อ และผู้ส่งไม่มีทางรู้ว่าผู้รับเคยได้รับการส่งสัญญาณหรือไม่ โปรโตคอลทั้งสองนี้รวมกันเป็นปริมาณการรับส่งข้อมูลเครือข่ายส่วนใหญ่บนอินเทอร์เน็ต นอกจากนี้ยังเป็นเพียงสองโปรโตคอลที่ใช้ในระบบปฏิบัติการหลักทั้งหมด

TLS หรือ Transport Layer Security เป็นโปรโตคอลการเข้ารหัสที่ใช้ใน HTTPS เหนือสิ่งอื่นใด แม้จะใส่คำว่า “Transport Layer” ไว้ในชื่อ แต่ TLS ทำงานที่เลเยอร์ 6 ของโมเดล OSI ซึ่งเป็นเลเยอร์การนำเสนอ และเข้ารหัสข้อมูลก่อนที่จะเข้าสู่โปรโตคอลเลเยอร์การขนส่งจริง

คุณสมบัติของโปรโตคอลเลเยอร์การขนส่ง

โปรโตคอลเลเยอร์การขนส่งสามารถเชื่อมต่อได้ ซึ่งโดยทั่วไปจะง่ายกว่าสำหรับแอปพลิเคชันในการจัดการเนื่องจากมีข้อมูลเพียงชุดเดียวแทนที่จะเป็นชุดดาต้าแกรมที่อาจไม่สมบูรณ์ ลำดับของข้อมูลก็มีความสำคัญเช่นกัน แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วเครือข่ายจะส่งผลให้แพ็กเก็ตถูกส่งตามลำดับที่ถูกส่ง แต่ก็ไม่จำเป็นต้องพึ่งพา สามารถกำหนดหมายเลขกลุ่มเพื่อให้สามารถจัดลำดับใหม่ได้หากแสดงในลำดับที่ไม่ถูกต้อง

สามารถตรวจจับข้อผิดพลาดได้โดยใช้รหัสตรวจจับข้อผิดพลาด เช่น เช็คซัม สามารถส่งข้อความใบเสร็จเพื่อยืนยันการรับที่สำเร็จด้วย ACK และข้อผิดพลาดด้วย NACK เมื่อได้รับ NACK หรือหมดเวลา ผู้ส่งอาจส่งซ้ำโดยอัตโนมัติ การควบคุมการไหลสามารถรับประกันได้ว่าผู้ส่งจะไม่ส่งข้อมูลอย่างรวดเร็วจนผู้รับไม่สามารถติดตามได้

การหลีกเลี่ยงความแออัดช่วยให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพของเครือข่ายที่เหมาะสมแม้ภายใต้ภาระงานหนัก ตัวอย่างเช่น การเริ่มทำงานช้า บังคับให้การเชื่อมต่อบางอย่างเริ่มช้าและเพิ่มความเร็ว ทำให้พวกเขาหลีกเลี่ยงเครือข่ายที่ล้นหลาม สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งเกี่ยวกับการส่งสัญญาณซ้ำ เนื่องจากความแออัดของเครือข่ายอาจเป็นสาเหตุของปัญหาแรก และการส่งสัญญาณซ้ำอีกครั้งจะทำให้ปัญหารุนแรงขึ้น การมัลติเพล็กซ์ช่วยให้สามารถกำหนดหมายเลขพอร์ตได้ ดังนั้นการส่งข้อมูลหลายรายการสามารถเกิดขึ้นพร้อมกันในเครื่องเดียวกัน และทั้งหมดจะเข้าสู่แอปพลิเคชันที่เหมาะสมโดยไม่รบกวนซึ่งกันและกัน

คุณลักษณะเหล่านี้ไม่บังคับสำหรับโปรโตคอลเลเยอร์การขนส่ง ตัวอย่างเช่น TCP รองรับคุณสมบัติข้างต้นทั้งหมด อย่างไรก็ตาม UDP รองรับเฉพาะการมัลติเพล็กซ์

เน้นการเชื่อมต่อ vs. ไม่มีการเชื่อมต่อ

โดยทั่วไปแล้ว การสื่อสารในเครือข่ายส่วนใหญ่จะเป็นแบบสองทิศทางและเป็นไปตามรูปแบบการตอบสนองคำขอ การเข้าชมเว็บเป็นตัวอย่างที่ดีในเรื่องนี้ สำหรับกรณีการใช้งานที่ตอบสนองคำขอ TCP เหมาะอย่างยิ่ง มีการเชื่อมต่อที่เชื่อถือได้ระหว่างทั้งสองฝ่าย หากไม่สามารถรับส่วนที่เหมาะสมได้ อาจทำให้หน้าเว็บแสดงผลไม่ถูกต้อง อย่างไรก็ตาม การตรวจสอบข้อผิดพลาดอัตโนมัติและการเล่นซ้ำจะช่วยตรวจจับและแก้ไขข้อผิดพลาดเหล่านี้ได้เร็วที่สุด เวลาในการขนส่งเพิ่มเติมนั้นเป็นปัญหาน้อยกว่าเนื้อหาที่เสียหาย

นี่ไม่ใช่กรณีเสมอไป เวลาในการส่งข้อมูลอาจจำเป็นเมื่อรับชมสตรีมวิดีโอสด สตรีมเสียง หรือเล่นวิดีโอเกมออนไลน์ มันไม่เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสูญเสียดาต้าแกรม แต่การรอให้ส่งข้อมูลซ้ำนั้นดีกว่า เนื่องจากเนื้อหาจะถูกย้ายไปตามเวลาที่ผ่านไป ด้วยเหตุนี้ เนื้อหาแบบเรียลไทม์และสตรีมมิ่งจึงมีแนวโน้มที่จะใช้ UDP น้ำหนักเบากว่าและเร็วกว่าเนื่องจากไม่รับประกันว่าจะส่งได้สำเร็จ ซึ่งแตกต่างจาก TCP

บทสรุป

ชั้นการขนส่งเป็นชั้นที่ 4 ของแบบจำลอง OSI มีหน้าที่ให้บริการการสื่อสารแบบ end-to-end ระหว่างอุปกรณ์สื่อสาร โปรโตคอลในชั้นนี้สามารถนำเสนอการเชื่อมต่อที่เชื่อถือได้ แม้กระทั่งกับการเชื่อมต่อที่ไม่เสถียรหรือการเชื่อมต่อที่ไม่มีการเชื่อมต่อ โดยสมมติว่าทราฟฟิกส่วนใหญ่ผ่านไปได้ด้วยดี ตัวเลือกทั้งสองมีประโยชน์และมีกรณีการใช้งานมากมาย เมื่อรวมกันแล้ว TCP และ UDP ประกอบกันเป็นเครือข่ายส่วนใหญ่บนอินเทอร์เน็ต