Transportná vrstva

• definujte transportnú vrstvu jej vlastnosti, základné pojmy 
• popíšte jednotlivé typy komunikácie prebiehajúce na transportnej vrstve 
• popíšte protokoly TCP a UDP 
• definujte pojem aplikačný port, identifikátor aplikačného procesu, socket 
• popíšte základné aplikačné protokoly na jednotlivých portoch 
• popíšte štruktúru segmentu 
• definujte pojem komunikácia , prenos dát v počítačovej sieti 
• charakterizujte základné formy prenosov 
• definujte pojem multiplex 
• charakterizujte prenosové okruhy

Transportná vrstva - Transportná vrstva je štvrtou zo siedmich vrstiev definovaných referenčným modelom OSI, ktorá zodpovedá tretej vrstve štvorvrstvového modelu TCP/IP. Účelom transportnej vrstvy je poskytovať prenos dát medzi koncovými používateľmi (end-to-end komunikácia), čím odbremeňuje vyššie vrstvy od nutnosti poskytovania spoľahlivého a efektívneho dátového prenosu. Jej služby segmentujú a znovu zostavujú dáta z vyšších vrstiev.

Komunikácia na transportnej vrstve môže byť spojovaná nebo nespojovaná.

• Pri spojovanej komunikácii vysielajúce zariadenie najprv nadviaže spojenie, potom nasleduje samotný prenos dát a po jeho skončení sa musí ukončiť aj spojenie. Počas prenosu sa oba systémy navzájom uisťujú či komunikácia prebieha v poriadku a či sú dáta na druhej strane prijímané. Typickým príkladom spojovanej komunikácie je protokol TCP.

• Pri nespojovanej komunikácii vysielajúce zariadenie iba prenesie dáta a nevyžaduje sa nadviazanie spojenia ani potvrdzovanie prenosu. Vďaka tomu je komunikácia rýchla a efektívna. Pri nespojovanej komunikácii sa spoľahlivosť prenosu zabezpečuje aplikáciami vyšších vrstiev. Typickým príkladom nespojovanej komunikácie je protokol UDP.

TCP protokol

Je spojovo orientovaný, spoľahlivý komunikačný protokol transportnej vrstvy prenášajúci bajtový tok. 

TCP spojenie má tri fázy:

• nadviazanie spojenia
• prenos dát
• ukončenie spojenia

Aplikácie posielajú sieťou tok bajtov, ktoré TCP rozdeľuje do segmentov. TCP vykonáva kontrolu, aby sa uistil, že sa žiaden packet nestratí tak, že dá každému paketu poradové číslo, ktoré na druhom konci opäť TCP modul kontroluje a zabezpečuje tiež, že dáta sú doručené v správnom poradí. Vzdialený TCP modul zasiela späť potvrdenie (acknowledgement) o úspešne prijatých bajtoch. Ak dáta neboli doručené, pošle ich znova. TCP kontroluje, či dáta neboli poškodené tak, že ráta kontrolný súčet pre každý blok odoslaných dát, ktorý sa pri prijímaní kontroluje.

UDP protokol

UDP protokol - je nespojitý protokol. V balíku protokolov Internetu poskytuje UDP veľmi jednoduché rozhranie medzi sieťovou a aplikačnou vrstvou. UDP neposkytuje žiadne záruky doručenia a odosielateľova UDP vrstva si pri už raz odoslaných správach neudržuje žiadny stav. UDP pridáva iba kontrolné súčty a schopnosť roztrieďovať UDP pakety medzi viaceré aplikacie bežiace na jednom počítači.

Soket

Soket je rozhranie (API), ktoré poskytuje komunikáciu sieťovej aplikácie s niektorým protokolom transportnej vrstvy. Samotná transportná vrstva je obyčajne už riadená operačným systémom. Soket poskytuje posielanie a prijímanie správ. Okrem toho umožňuje nastavenie niektorých parametrov protokolov nižších vrstiev.

Identifikátor

Na to, aby dva procesy na rôznych staniciach mohli komunikovať, musí klientský proces vedieť identifikátor presne určujúci, kde sa nachádza serverový proces, aby s nim mohol inicializovať komunikáciu. Identifikátor sa skladá z IP adresy stanice, na ktorej beží serverový proces a čísla portu, ktorý jednoznačne identifikuje proces v rámci tejto stanice. Netreba zabúdať, že na jednom počítači môže byť spustených niekoľko serverových procesov a musia sa preto ich identifikátory od seba líšiť.

Číslo portu

Číslo portu si môže serverový proces (lepšie povedané jeho programátor) vybrať, aký chce. Dobre známe služby už majú všeobecne uznané čísla portov (well known ports). Napríklad HTTP server obvykle počúva na porte 80, FTP server na porte 21 a podobne.

Na transportnej vrstve aplikácie najčastejšie využívajú služby TCP a UDP asociované s číslami známych portov, patria sem napríklad:

• File Transfer Protocol (FTP) na porte 21
• Secure Shell (SSH) na porte 22
• Telnet na porte 23
• Simple Mail Transport Protocol (SMTP) for outgoing e-mail na porte 25
• Domain Name System (DNS) lookups on UDP (or sometimes TCP) port 53
• Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) na portoch 67 a 68
• HTTP na TCP porte 80
• POP3 správa emailovej schránky na porte 110
• NetBIOS na porte 139
• IMAP správa emailovej schánky na porte 143
• HTTPS zabezpečené HTTP na porte 443
• Routing Information Protocol (RIP) smerovacie aktualizácie na UDP porte 520

Segment

Segment - Tok dát (packetov) rozdelený na menšie časti transportnou vrstvou. Každá z týchto častí obsahuje hlavičku s informáciami pre transportnú vrstvu cieľovej stanice. Transportná vrstva v cieľovej stanici vy-extrahuje zo segmentov kúsky správy (dát) a pošle ich správnemu socketu, teda na spracovanie procesu prijímacej aplikácie.

Metódy prístupu

Metódy prístupu na prenosové médium -  riešia problémy spojené s použitím zdieľaného elektrického alebo optického vedenia, prípadne i rádiového kanála metódy, ktoré umožnia prenášať údaje medzi ľubovoľnými stanicami bez toho, aby ich spojenie bolo rušené vysielaním inej stanice.

Najčastejšie sa používajú tieto prístupové metódy:

• Statické prideľovanie
• Riadené (deterministické, distribuované) prideľovanie
• Náhodné (súperiace, pravdepodobnostné) prideľovanie 

Statické prideľovanie - Kapacita prenosového spoja je pevne rozdelená do častí pridelených jednotlivým účastníkom

Frekvenčný multiplex (FDMA – Frequency-division multiple access)

• rozdelí celkovú frekvenčnú šírku kanála do niekoľkých, vzájomne výlučných, frekvenčných pásiem (každé slúži k prenosu určitých informácií) prideleným jednotlivým uzlom
• tento spôsob je skôr typický pre prenos rôznych typov analógovej informácie (rozhlas, TV)

Časový multiplex (TDMA – Time division multiple access)

• typická pre siete LAN
• je metóda, ktorá sprístupňuje komunikačný kanál (prenosové médium) niekoľkým účastníkom súčasne
• každý uzol má pridelený celý prenosový kanál na istý časový úsek (slot), ktorého trvanie závisí od počtu uzlov, ktoré potrebujú vysielať a na pomernej dôležitosti (priorite) správ uzla, ktorému je časový slot pridelený
• jeden úsek musí byť venovaný synchronizačnej správe, nutnej k jednoznačnej identifikácii príslušných úsekov pre jednotlivé uzly

Obidve metódy nedokážu plne využiť kapacitu prenosového spoja a vedú k oneskoreniu paketov.

Okruhy

Okruh - Počítačové siete (najmä rozsiahle) využívajú k svojej činnosti rôzne druhy okruhov. Napr. užívateľ, ktorý si spojí dva počítače pomocou LAN - private circuit. Alebo verejné (public circuit) napr. verejná telefónna sieť… ďalej môžu byť trvalé alebo dočasné okruhy. Okruhy môžu byť kategorizované aj podľa toho, či prenášajú analógový, alebo digitálny signál.