На этом уровне наиболее известными протоколами являются TCP и UDP. Наиболее важными функциями данного уровня являются восстановление данных при ошибках передачи и управление потоком.
Большинство протоколов канального уровня фиксируют ошибки при передачи, а затем отбрасывают сообщения(сегмент) с ошибками. Протокол TCP обеспечивает повторную передачу отброшенного или потерянного сообщения и помогает избежать переполнения, протокол UDP этого сделать не может.
Протокол TCP предоставляет больше служб приложениям, чем UDP. Меньшее количество служб в протоколе UDP позволяет ему использовать меньше байтов в заголовке (8 байт), по сравнению с TCP (20 байт), что приводит к уменьшению служебной нагрузки на сеть.
Протокол TCP требует большую полосу пропускания и большее количество циклов обработки по сравнению с протоколом UDP.
Функциями транспортного уровня являются:
- Мультиплексирование с использованием портов – эта функция позволяет хосту-получателю по номеру порта выбрать приложение для которого предназначаются данные.
- Восстановление после ошибок (надёжность) – нумерация и подтверждение получения данных с помощью полей заголовков “последовательный номер” и “подтверждённый”.
- Управление потоком с использованием окон – использование размеров окон, для защиты от переполнения буфера трафиком на маршрутизаторах и хостах.
- Установка и прекращение соединений – процесс инициализации портов и полей “последовательный номер” и “подтверждённый”.
- Упорядоченная передача данных и их сегментирование – непрерывный поток байтов от процесса более высокого уровня (разбивает на сегменты) для передачи и передаётся процессам верхних уровней на принимающей стороне в том же порядке следования байтов.
Функция мультиплексирования, которая базируется на понятие сокета является общей для TCP и UDP, остальные относятся только к TCP.
Сокет состоит из 3 частей:
- IP адрес
- Транспортный протокол
- Номер порта
Приложения, поддерживающие службы (например FTP, веб-сервер) на серверах используют общеизвестные номера портов, а приложениям на клиентах присваиваются номера портов из свободных. Сервера открывают порты и прослушивают их на наличие запросов на соединение от клиентов.
Протоколу TCP для начала передачи данных нужно установить соединение между конечными точками и отключить его после завершения передачи, в то время как протокол UDP этого не делает.
Многие протоколы функционируют подобным образом, поэтому они делятся на две группы:
- Протоколы с установлением соединения – протокол которому для передачи данных нужен обмен сообщениями между устройствами.
- Протокол без установления соединения – протокол которому не требуется обмен сообщениями между устройствами и заранее установленной связи между конечными точками для начала передачи данных.
Под установкой соединения понимается процесс инициализации полей последовательного номера и подтверждения, а также согласования номеров используемых портов.
Протокол UDP не устанавливает соединений и не обеспечивает надёжность, не использует окон и не упорядочивает полученные данные и не сегментирует большие блоки данных. Он обеспечивает такие функции как передача данных и мультиплексирование с использованием номеров портов. Приложения использующие протокол UDP должны быть не чувствительны к потерям либо иметь свои механизмы восстановления потерянных данных.