Телекомунікаційні системи та мережі. Том 1. Структура й основні функції.  /  Зміст  /  Розділ 3. Стандартизація мережних протоколів і телекомунікаційного обладнання   /  Тема 3.3. Еталонна модель взаємодії відкритих систем

Зміст:

3.3.7. Транспортний рівень. Функції та приклади протоколів

Транспортний рівень (Transport layer) призначений для управління наскрізним транспортуванням повідомлень від вузла-відправника до вузла-одержувача з метою оптимізації використання засобів зв’язку, вибору виду і якості обслуговування процесу, а також забезпечення цілісності інформації, якщо її не забезпечують нижні рівні ЕМВВС. Інакше кажучи, на цьому рівні створюється віртуальний канал між двома точками мережі з вибором режиму передачі — комутація каналів, пакетів, повідомлень, а також формується стандартне транспортне повідомлення, що складається з інформації, яка передається, і сформованих ідентифікаторів початку та кінця повідомлення, що забезпечують передачу інформації від системи-відправника до системи-одержувача.

З метою вибору оптимального набору транспортних послуг стандартним протоколом визначено три типи (за частотою помилок і припустимої інтенсивності збоїв) мережних з’єднань і п’ять класів (за кількістю і якістю запитуваної послуги) транспортного протоколу, причому для підвищення надійності мережного з’єднання в цих класах протоколів передбачені п’ять груп спеціальних керуючих процедур, які називаються примітивами. Ці види сервісу відрізняються якістю послуг, що надаються: терміновістю, можливістю відновлення перерваного зв’язку, наявністю засобів мультиплексування декількох з’єднань між різними прикладними протоколами через загальний транспортний протокол, а головне — здатністю до виявлення та виправлення помилок передачі, таких як спотворення, втрата і дублювання пакетів.

Вибір класу сервісу транспортного рівня визначається, з одного боку, тим, у якому ступені завдання забезпечення надійності розв’язується самими аплікаціями і протоколами більш високих, ніж транспортний, рівнів, а з іншого боку, залежить від того, наскільки надійною є система транспортування даних у мережі, що забезпечується рівнями, розташованими нижче транспортного — мережним, канальним і фізичним. Так, наприклад, якщо якість каналів зв’язку дуже висока, і ймовірність наявності помилок, не виявлених протоколами більш низьких рівнів, невелика, слід скористатися одним з полегшених сервісів транспортного рівня, не обтяжених численними перевірками, квитуванням та іншими прийомами підвищення надійності. Якщо ж транспортні засоби нижніх рівнів ненадійні, то доцільно звернутися до найрозвиненішого сервісу транспортного рівня, що працює, використовуючи максимум засобів для виявлення й усунення помилок, — за допомогою попереднього встановлення логічного з’єднання, відстеження доставки повідомлень за контрольними сумами і циклічній нумерації пакетів, встановлення тайм-аутів доставки тощо.

У той же час уся множина транспортних послуг поділяється на послуги, необхідні для управління з’єднанням, і послуги, необхідні для передачі інформації. При цьому якщо перший вид послуг включає послуги, необхідні для створення логічного з’єднання, завершення сеансу зв’язку й роз’єднання, то другий вид служить для забезпечення вимог абонентів до якості обслуговування і режиму передачі інформації.

Параметри якості обслуговування визначають вимоги абонентів до пропускної здатності, затримки при передачі, надійності, а також пріоритетності того чи іншого з’єднання стосовно до інших з’єднань. Ці параметри передаються в інформаційному блоці транспортного протоколу «запит з’єднання» і приймаються на стороні одержувача як рівноправний транспортний об’єкт, будучи складовою частиною процесу «переговорів». Вони використовуються транспортним протоколом для визначення необхідних мережних послуг (типу мережного з’єднання), вибору одного з п’яти класів транспортних послуг і вибору якості обслуговування, параметри якого передаються мережним послугам. При передачі вимог абонента вони включають:

  • для пропускної здатності — її середнє і максимальне значення для кожного напряму передачі;
  • для надійності передачі — значення прийнятної частоти невиявлених помилок, включаючи помилки, що виникають за рахунок спотворення, дублювання і втрати інформації, встановлення пріоритету яких впливає на тип застосовуваної стратегії передачі й розподіл ресурсів з’єднання.

Тут слід зазначити, що підвищення якості обслуговування транспортним протоколом не допускається, а рівень транспортної послуги, що задається користувачем, при організації транспортного з’єднання постачальником послуги може бути тільки знижений. Тому для відмови від з’єднання або його однобічного завершення використовується послуга звільнення транспортного з’єднання. Тому основним завданням, що розв’язується на транспортному рівні, є організація режиму обміну і забезпечення необхідного рівня послуг, зокрема, надійної передачі повідомлень (інформаційного блоку транспортного протоколу), за рахунок використання ефективних процедур виявлення збоїв. Окрім того, транспортний рівень відповідає за забезпечення доставки інформації з необхідною якістю між будь-якими вузлами мережі і реалізує такі функції:

  • розбивка повідомлення сеансового рівня на пакети, їхня нумерація;
  • буферизація прийнятих пакетів;
  • впорядковування пакетів, що прибувають;
  • адресація прикладних процесів;
  • управління потоком.

Як правило, всі протоколи, починаючи з транспортного рівня і вище, реалізуються програмними засобами кінцевих вузлів мережі — компонентами їх мережних операційних систем. Найпоширенішими протоколами транспортного рівня є протоколи TCP і UDP (управління передачею) стека TCP/IP, NCP (Netware Core Protocol), SPX (упорядкований обмін пакетами) стека Novell, ТР4 (протокол передачі класу 4) тощо.

Протоколи чотирьох нижніх рівнів узагальнено називають мережним транспортом або транспортною підсистемою, оскільки вони повністю розв’язують завдання транспортування повідомлень із заданим рівнем якості в об’єднаних мережах з довільною топологією і різними технологіями. Інші три верхніх рівні розв’язують завдання надання прикладних сервісів на підставі наявної транспортної підсистеми.