Warstwy sieciowa i transportowa

Nad lokalną warstwą łącza danych znajdują się dwie warstwy, które umożliwiają szerszą komunikację. Warstwa 3 to warstwa sieciowa, a warstwa 4 to warstwa transportowa. Warstwa sieciowa przesyła dane między oddzielnymi sieciami za pomocą adresów logicznych, natomiast warstwa transportowa zarządza komunikacją między aplikacjami, w tym jej niezawodnością. Razem przenoszą dane przez internet i dostarczają je do właściwego programu.

Warstwa sieciowa obsługuje adresowanie logiczne i routing, wybierając trasy, którymi dane mogą przechodzić przez wiele sieci. Jej najważniejszym elementem jest adres IP (Internet Protocol) — logiczny adres, który identyfikuje urządzenie w dowolnym miejscu internetu, w przeciwieństwie do lokalnego adresu MAC. To w warstwie sieciowej planowana i kierowana jest podróż z jednej sieci do odległej sieci.

Adres IP to logiczny, hierarchiczny adres, który można routować przez internet. Ponieważ ma uporządkowaną strukturę, routery mogą używać jego części do określania kierunku, podobnie jak przy odczytywaniu kodu pocztowego. Adresy IP można przydzielać i zmieniać, w przeciwieństwie do stałych adresów MAC. To adresowanie logiczne pozwala pakietowi znaleźć serwer po drugiej stronie świata.

Routery to najważniejsze urządzenia warstwy 3. Router odczytuje docelowy adres IP każdego pakietu i przekazuje go w stronę właściwej sieci, krok po kroku. Routery łączą różne sieci, dlatego router domowy łączy sieć LAN z internetem. Gdy dane muszą przejść z jednej sieci do innej, decyzję podejmuje router warstwy 3.

Jednostką warstwy sieciowej jest pakiet. Pakiet opakowuje dane warstwy transportowej w nagłówek IP zawierający źródłowy i docelowy adres IP. Routery odczytują ten nagłówek, aby routować pakiet. W przeciwieństwie do ramki pakiet jest przeznaczony do podróży przez wiele sieci, dlatego zachowuje te same adresy IP od początku do końca, nawet gdy otaczające go lokalne ramki zmieniają się na każdym przeskoku.

Warstwa transportowa zarządza komunikacją między aplikacjami od końca do końca. Dzieli dane na segmenty, może zapewniać niezawodne dostarczanie i używa numerów portów, aby kierować dane do właściwego programu. Warstwa 3 dostarcza pakiety do właściwego urządzenia, a warstwa 4 dba o to, by dotarły do właściwej aplikacji na tym urządzeniu i zostały odebrane poprawnie.

TCP (Transmission Control Protocol) to niezawodny protokół transportowy. Nawiązuje połączenie, numeruje segmenty, potwierdza dostarczenie za pomocą potwierdzeń i ponownie wysyła utracone dane. TCP gwarantuje, że dane dotrą w całości i we właściwej kolejności, dlatego doskonale sprawdza się w przypadku stron internetowych, poczty elektronicznej i transferów plików. Ceną jest dodatkowy narzut wynikający z tak dokładnego śledzenia transmisji.

UDP (User Datagram Protocol) to szybki i lekki protokół transportowy. Wysyła dane bez nawiązywania połączenia, potwierdzeń i gwarancji kolejności. Dzięki temu jest szybki i wydajny, dlatego dobrze nadaje się do transmisji wideo na żywo, rozmów głosowych i gier, w których szybkość jest ważniejsza niż ponowne wysłanie utraconego pakietu. UDP rezygnuje z niezawodności na rzecz małego narzutu i minimalnych opóźnień.

Numery portów pozwalają jednemu urządzeniu jednocześnie uruchamiać wiele aplikacji sieciowych. Każda usługa nasłuchuje na określonym porcie, na przykład 80 dla ruchu internetowego lub 443 dla bezpiecznego ruchu internetowego. Warstwa transportowa używa portów, aby dostarczać przychodzące dane do właściwej aplikacji. Bez portów urządzenie nie mogłoby rozpoznać, czy przychodzące dane są przeznaczone dla przeglądarki, poczty elektronicznej czy gry.

Razem te warstwy tworzą podstawę dostarczania danych w internecie. Warstwa sieciowa używa adresów IP i routerów, aby dostarczyć pakiet do właściwego urządzenia przez wiele sieci. Następnie warstwa transportowa używa portów oraz protokołu TCP lub UDP, aby dostarczyć dane do właściwej aplikacji — niezawodnie albo szybko. Warstwa 3 znajduje urządzenie, a warstwa 4 znajduje program.

Warstwa 3, czyli warstwa sieciowa, obsługuje logiczne adresowanie IP i routing przez routery, przenosząc pakiety między sieciami. Warstwa 4, czyli warstwa transportowa, zarządza dostarczaniem od końca do końca za pomocą portów i wybiera niezawodny protokół TCP albo szybki protokół UDP. Dzięki tym warstwom dane mogą przechodzić przez globalny internet i nadal trafiać dokładnie do właściwej aplikacji.

Która warstwa używa adresów IP i routerów do przesyłania danych między oddzielnymi sieciami?

Warstwa sieciowa (warstwa 3) używa logicznych adresów IP i routerów do routowania pakietów między oddzielnymi sieciami. Warstwa transportowa (warstwa 4) zarządza dostarczaniem od końca do końca, używając numerów portów do dotarcia do właściwej aplikacji oraz wybierając TCP dla niezawodnego dostarczania w odpowiedniej kolejności albo UDP dla szybkiego, lekkiego transferu. Warstwa 3 znajduje urządzenie, a warstwa 4 znajduje program. Razem przenoszą dane przez internet.