Camada de transporte

A camada de transporte, tanto no Modelo OSI quanto no Modelo TCP/IP, é a camada responsável pela transferência eficiente, confiável e econômica dos dados entre a máquina de origem e a máquina de destino, independente do tipo, topologia ou configuração das redes físicas existentes entre elas, garantindo ainda que os dados cheguem sem erros e na seqüência correta.

A camada de transporte é uma camada fim-a-fim, isto é, uma entidade (hardware/software) desta camada só se comunica com a sua entidade semelhante do host destinatário. A camada de transporte provê mecanismos que possibilitam a troca de dados fim-a-fim, ou seja, a camada de transporte não se comunica com máquinas intermediárias na rede, como pode ocorrer com as camadas inferiores.

Esta camada reúne os protocolos que realizam as funções de transporte de dados fim-a-fim, ou seja, considerando apenas a origem e o destino da comunicação, sem se preocupar com os elementos intermediários. A camada de transporte possui dois protocolos que são o UDP (User Datagram Protocol) e TCP (Transmission Control Protocol).

O protocolo UDP realiza apenas a multiplexação para que várias aplicações possam acessar o sistema de comunicação de forma coerente.

O protocolo TCP realiza, além da multiplexação, uma série de funções para tornar a comunicação entre origem e destino mais confiável. São responsabilidades do protocolo TCP: o controle de fluxo, o controle de erro, a sequenciação e a multiplexação de mensagens.

A camada de transporte oferece para o nível de aplicação um conjunto de funções e procedimentos para acesso ao sistema de comunicação de modo a permitir a criação e a utilização de aplicações de forma independente da implementação. Desta forma, as interfaces socket ou TLI (ambiente Unix) e Winsock (ambiente Windows) fornecem um conjunto de funções-padrão para permitir que as aplicações possam ser desenvolvidas independentemente do sistema operacional no qual rodarão.

A camada de Transporte fica entre as camadas de nível de aplicação (camadas 5 a 7) e as de nível físico (camadas de 1 a 3). As camadas de 1 a 3 estão preocupadas com a maneira com que os dados serão transmitidos pela rede. Já as camadas de 5 a 7 estão preocupados com os dados contidos nos pacotes de dados, enviando ou entregando para a aplicação responsável por eles. A camada 4, Transporte, faz a ligação entre esses dois grupos.

Principais funções

• Transferência de dados — Através de mensagens de tamanho variável em full-duplex, oferecendo tanto o serviço com conexão (circuito virtual) quanto o serviço sem conexão (datagrama) ;
• Transferência de dados urgentes — Dados podem ser transferidos com prioridade maior que os demais, normalmente informações de controle, sinalização e transmissão de interrupções;
• Estabelecimento e liberação de conexão — Antes e depois das transferências de dados. Para se estabelecer a conexão, devem ser negociadas a classe de protocolo a ser utilizada, o tamanho máximo das unidades de dados de protocolo, a utilização ou não do serviço de transferência de dados expressos, parâmetros de qualidade de serviço (throughput, atraso de trânsito, prioridade, taxa de erro residual, etc). Para se evitar perda de dados, muitas vezes é usada uma técnica conhecida como three-way handshake.
• Multiplexação — (Deuses)As mensagens de aplicações simultâneas são multiplexadas para reduzir custo do tempo de utilização da rede ou para melhor aproveitamento da largura de banda disponível. Ao chegar ao destino, as mensagens são demultiplexadas para as aplicações destinatárias;
• Segmentação, blocagem e concatenação — Quando o tamanho do pacote IP não suporta o tamanho do dado a ser transmitido, o TCP segmenta (mantendo a ordem) para posterior remontagem na máquina destinatária;
• Controle do fluxo — Através de um sistema de buferização denominada janela deslizante, o TCP envia uma série de pacotes sem aguardar o reconhecimento de cada um deles. Na medida em que recebe o reconhecimento de cada bloco enviado, atualiza o buffer (caso reconhecimento positivo) ou reenvia (caso reconhecimento negativo ou não reconhecimento após um timeout);
• Controle de seqüência e controle de erros — Além da numeração dos segmentos transmitidos, vai junto com o header uma soma verificadora dos dados transmitidos (checksum). Assim o destinatário verifica a soma efetuando o cálculo dos dados recebidos, a fim de evitar perdas, duplicação ou entrega fora de ordem;
• Monitoramento da qualidade do serviço: o monitoramento da qualidade de serviço deve ser constante, caso contrário, deve ser gerada uma notificação à camada de sessão. As funções implementadas pela camada de transporte dependem da qualidade de serviço desejada.
• Precedência e segurança — Os níveis de segurança e precedência são utilizados para tratamento de dados durante a transmissão. Carneia

Métodos de transporte

Existem diversos métodos de transporte em redes, mas em geral todos eles estão relacionados com as características físicas do meio de transporte. Os principais meios de transporte utilizados em redes: cabos (cobre, coaxial, UTP), fibra óptica, ondas de rádio e satélite.

A comunicação nesses meios pode ocorrer basicamente por dois tipos de enlace:

• Enlaces ponto a ponto: nesses enlaces existem apenas dois pontos na comunicação, ou seja, um em cada ponta.
• Enlaces ponto multiponto: nesses enlaces podem existir três ou mais pontos de comunicação. Neste caso a mensagem enviada por um ponto pode ser recebida por duas ou mais estações. Esse tipo de enlace é muito utilizado por sistemas de broadcast com routers.

A comunicação nos enlaces pode ocorrer em três modos:

• Simplex: a comunicação ocorre apenas em um sentido no canal de comunicação. Exemplos de sistema simplex são a televisão tradicional e o rádio. Existe um canal ou enlace de comunicação, porém apenas recebemos os sinais, ou seja, só são transmitidos em uma única direção da emissora para os aparelhos de TV.
• Half Duplex: a comunicação pode ocorrer nos dois sentidos, porém não simultaneamente, ou seja, apenas pode ocorrer uma comunicação por vez. Por exemplo, os sistemas de comunicação por rádio portátil em que apenas um pode falar em determinado instante. Esses sistemas possuem mecanismos para sincronizar a comunicação. No caso do rádio portátil o usuário fala CÂMBIO para liberar o canal para que a outra ponta possa falar.
• Full Duplex: o mesmo canal pode ser utilizado pelas duas pontas ao mesmo tempo. É possível falar e ouvir simultaneamente. Os sistemas telefônicos tradicionais e celulares são baseados em configurações do tipo full duplex.

Referências

• Redes de computadores un enfoque descendente basado en internet. KUROSE ROSS(Pearson - Adisson Wesley)
• Redes de computadores. ANDREW S. TANENBAUM (Pearson - Prentice Hall)
• MORAES, Alexandre Fernandes de. Redes de computadores: Fundamentos. 3 ed. São Paulo: Érica, 2004.
• CURSO REDES DE COMPUTADORES - INTERNET E ARQUITETURA TCP/IP - PUC RIO/CCE