トランスポート層(トランスポートそう、Transport layer)とは、コンピュータと電気通信において、TCP/IPモデルにおける4階層の内の第3層のことである。上位のアプリケーション層からのサービス要求に応じ、また下位のインターネット層に対してサービス要求を行う。

トランスポート層はOSI参照モデルにおける7階層の内の第4層の名前でもある。上位のセッション層からのサービス要求に応じ、また下位のネットワーク層に対してサービス要求を行う。

トランスポート層の定義はそれら2モデルで僅かに異なる。この記事では主としてTCP/IPモデルについて言及する。OSI参照モデルでのトランスポート層の定義も参照の事。

## トランスポート・プロトコル

トランスポート・プロトコルは、トランスポート層(第四層)の通信プロトコルである。インターネットにおける2大トランスポート・プロトコルとして、コネクション型の「TCP」(Transmission Control Protocol)と、コネクションレス型の「UDP」(User Datagram Protocol)がある。その他、Datagram Congestion Control Protocol(DCCP)やStream Control Transmission Protocol(SCTP)が有る。

トランスポート層は通常はホストコンピュータのオペレーティングシステム上のプロセスに制御され、ルータやスイッチには制御されない。通常トランスポート層は、ネットワーク層(第三層)によって提供された信頼性が低く極めて基本的なサービスを、より強力な物へ転換する。

TCP/IPモデルでは、トランスポート層はホストコンピュータ上の適切なアプリケーションプロセスにデータを配送する責任が有る。これは異なったアプリケーション・プロセスからのデータの統計的多重化、すなわちデータのパケット化、およびトランスポート層の各データ・パケット・ヘッダへの送信元/送信先ポート番号の追加を伴う。送信元および送信先のIPアドレスと共に、そのポート番号はネットワーク・ソケット、すなわちプロセス間通信の識別アドレスを構成する。OSI参照モデルでは、この機能はセッション層が対応している。

いくつかのトランスポート層プロトコル(例えばUDPでなくTCP)では、仮想回線の対応、言い換えれば基礎的なパケット指向のデータグラムネットワーク越しのコネクション型通信を提供する。バイトストリームはアプリケーション・プロセスに対してパケット・モード通信を隠蔽したまま配信される。これはコネクションの確立、セグメントと呼ばれるパケットへのデータ・ストリームの分割、セグメントの番号付けと不規則に並ぶデータの並べ換えを伴って実現される。

最終的に、いくつかのトランスポート層プロトコル(例えばUDPでなくTCP)は、始点から終点まで(エンド・ツー・エンド)の信頼できる通信、すなわち誤り検出コードと自動再送要求(ARQ)プロトコルによるエラー復旧を提供する。ARQプロトコルは更に輻輳回避としても用いられるフロー制御も提供する。

多くの非IPベース・ネットワーク(例えばX.25、フレームリレー、およびATM)では、トランスポート層よりはむしろネットワーク層やデータリンク層(第二層)で、コネクション指向通信が実装されている。X.25、電話網のモデム、および無線通信システムでは、信頼できるノード対ノードの通信がより下位のプロトコル層で実装されている。

OSI/X.25プロトコル・スイートでは、(TP0としても知られ、最低限のエラー復旧を提供する)クラス0から(TP4としても知られ、インターネットに似た低信頼ネットワーク用に設計された)クラス4まで、五つのクラスのOSI トランスポート・プロトコルが存在する。

### TCP

TCPはより複雑で最も一般的である。

TCPは、WebブラウズのHTTPやメール転送を含む、多くのプロトコルに使われる。

### UDP

UDPは、膨大な数のホストへの再送は不可能である事から、マルチキャストや放送に使われる事もある。UDPは典型的には高いスループットと短い待ち時間(レイテンシ)を与える。従って、例えばIP-TVやIPテレフォニー、またオンラインゲームという、時にはパケット・ロスが起こる事が許されるリアルタイム・マルチメディア通信に使われる事が多い。

UDPは極めて単純なサービスであり、仮想回路も信頼できる通信も提供せず、それらをアプリケーションに任せる。UDPパケットはセグメントというよりはむしろデータグラムと呼ばれる。

## トランスポート層サービスの一覧

以下のようなサービスが、トランスポート層のプロトコルによって提供される。アプリケーションはこのようなサービスを全て使う必要はない。不必要なサービスの利用は無駄なオーバヘッドになり逆効果を招きかねない。

## トランスポート・プロトコルの比較

|  | UDP | TCP | DCCP | SCTP |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| パケットヘッダ長 | 8 バイト | 20 バイト | 12 もしくは 16 バイト | 12 バイト + 可変チャンクヘッダ |
| トランスポート層パケットエンティティ | データグラム | セグメント | データグラム | データグラム |
| ポート番号 | Yes | Yes | Yes | Yes |
| エラー検知 | オプション | Yes | Yes | Yes |
| 信頼性: 自動再送要求 (ARQ) によるエラー復旧 | No | Yes | No | Yes |
| 仮想回線: シーケンスの番号付けと並べ替え | No | Yes | Yes | オプション |
| フロー制御 | No | Yes | Yes | Yes |
| 輻輳回避: 可変サイズの輻輳ウィンドウ, スロースタート, タイムアウト | No | Yes | Yes | Yes |
| 複数ストリーム | No | No | No | Yes |
| 明示的な輻輳通知(ECN)のサポート | No | Yes | Yes | Yes |
| 全二重データ伝送 | Yes | Yes |  | Yes |
| 接続指向 | No | Yes |  | Yes |
| 部分的に信頼できるデータ転送 | No | Yes |  | オプション |
| 順序を保ったデータ配信 | No | Yes |  | Yes |
| 順不同のデータ配信 | Yes | No |  | Yes |
| 選択的アック | No | オプション |  | Yes |
| メッセージ境界の保持 | Yes | No |  | Yes |
| パスMTUディスカバリー | No | Yes |  | Yes |
| アプリケーションデータの断片化 | No | Yes |  | Yes |
| マルチストリーミング | No | No |  | Yes |
| マルチホーミング | No | No |  | Yes |
| SYNフラッド攻撃に対する保護 | 必要ない | No |  | Yes |
| ハーフクローズ接続 | 必要ない | Yes |  | No |

## 例

- AEP, AppleTalk Echo Protocol
- ATP, AppleTalk Transaction Protocol
- CUDP, Cyclic UDP
- DCCP, Datagram Congestion Control Protocol
- FCP, Fiber Channel Protocol
- FCIP, Fiber Channel over TCP/IP
- IL, IL Protocol
- iFCP, Internet Fibre Channel Protocol
- iSCSI, Internet Small Computer System Interface
- NBP, Name Binding Protocol
- NBF, NetBIOS Frames protocol
- SPX, Sequenced Packet Exchange
- RTMP, Routing Table Maintenance Protocol
- SCTP, Stream Control Transmission Protocol
- SCSI, Small Computer System Interface
- TCP, Transmission Control Protocol
- UDP, User Datagram Protocol
- UDP-Lite