Ad un livello superiore all'instradamento dei dati si colloca la comunicazione diretta tra sorgente e destinazione volta a rilevare l'esito del trasferimento dei dati. Questa attività è gestita dal livello quattro dello schema OSI, ovvero dal livello di Trasporto.
Le funzioni di questo livello derivano dal fatto che l'utente non ha alcun controllo sulla sottorete di comunicazione ma vuole comunque alcune garanzie sul servizio di trasmissione, che dunque devono essere fornite al di fuori della sottorete, ad un livello superiore. Per questo il livello di Trasporto è organizzato per offrire un servizio più affidabile ed efficace di quanto non sia in grado di fare la sottorete. Da ciò discende che il software del livello di Trasporto (il cuore di tutta la gerarchia dei protocolli) è presente solo sugli host e non sui router.
Altri obiettivi di questo livello sono:
I protocolli di livello trasporto assomigliano a quelli del collegamento dati in quanto si occupano anche del controllo degli errori e del flusso, del riordino dei dati del relativo livello, ma con l'importante differenza che nel livello trasporto c'è di mezzo l'intera sottorete di comunicazione, il che implica maggiori difficoltà nello stabilire la connessione e maggiori capacità di buffering, memorizzazione e controllo di flusso, in quanto sono coinvolte un numero variabile di connessioni.
Indirizzamento. Quando si vuole attivare una connessione si deve specificare l'indirizzo del livello trasporto del destinatario, detto TSAP (Transport Service Access Point address), tipicamente della forma (NSAP address, informazione supplementare). Ad esempio in Internet un NSAP address è un indirizzo IP, mentre un'informazione supplementare è il numero di porta.
Attivazione e rilascio della connessione. Il problema della connessione, in apparenza banale, in realtà va gestito con attenzione e le soluzioni stesse che oggi si adottano risultano molto interessanti. In fase di attivazione della connessione il problema principale si pone quando pacchetti e duplicati arrivano a destinazione in ritardo. In questi casi il contrattempo viene risolto con un metodo detto three-way handshaking, nel quale il protocollo funziona così (nel caso ogni spedizione vada a buon fine):
Il rilascio di una connessione presenta meno problemi. In generale ci sono due tipi di rilasci: asimmetrico (la connessione si chiude se una delle due parti decide in tal senso), simmetrico (se le due parti devono entrambe rilasciare la connessione). Inoltre le due parti possono voler accordarsi prima di chiudere la connessione, e quindi concordare il rilascio sulla scia del modello three-way handshaking.
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Multiplexing. Un'opportunità per migliorare le trasmissioni di questo livello è fornita dal multiplexing. A seconda della natura del miglioramento richiesto si parla di:
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