Su función fundamental es proporcionar servicios y protocolos de modo que provea una comunicación lógica entre los procesos de aplicación que se ejecutan en diferentes hosts (mientras que un protocolo de capa de red proporciona comunicación lógica entre hosts.).

En el lado emisor, se convierten los mensajes de las aplicaciones en paquetes, conocidos como segmentos al fragmentar estos mensajes y añadiendo un encabezado. A continuación, se pasa el segmento a la capa de red, donde se encapsula dentro de un paquete llamado datagrama (un datagrama) y se envía a su destino. Es importante tener en cuenta que los enrutadores de red solo actúan sobre los campos de la capa de red del datagrama; es decir, no examinan los campos del segmento de la capa de transporte encapsulado con el datagrama.

En el lado receptor, la capa de red extrae el segmento de la capa de transporte del datagrama y lo pasa a la capa de transporte. La capa de transporte procesa los segmentos recibidos re-ensamblando al mensaje y luego poniendo los datos a disposición de la aplicación receptora.

Un protocolo de transporte puede ofrecer ciertos servicios incluso cuando el protocolo de red subyacente no ofrece el servicio correspondiente en la capa de red. Por ejemplo un protocolo de transporte puede:

• Ofrecer un servicio de transferencia de datos fiable a una aplicación incluso cuando el protocolo de red subyacente no es fiable; es decir, incluso cuando el protocolo de red pierde, distorsiona o duplica paquetes.
• Utilizar cifrado para garantizar que los mensajes de la aplicación no sean leídos por intrusos, incluso cuando la capa de red no puede garantizar la confidencialidad de los segmentos de la capa de transporte.

El desarrollador de aplicaciones selecciona entre UDP y TCP al crear sockets. Nos referiremos a los paquetes (packets) TCP y UDP como segments y a datagrams para los paquetes de la capa de red.

El protocolo de la capa de red de Internet es IP (Internet Protocol). Proporciona comunicación lógica entre hosts tal que IP hace todo lo posible para entregar segmentos entre los hosts que se comunican, pero sin garantías. En particular, no garantiza la entrega de segmentos, ni su entrega ordenada, ni la integridad de los datos en los segmentos. Por estas razones, se dice que IP es un servicio poco fiable.

La responsabilidad fundamental de UDP y TCP es extender el servicio de entrega de IP entre dos sistemas finales a un servicio de entrega entre dos procesos que se ejecutan en dichos sistemas. Extender la entrega de host a host a la entrega de proceso a proceso se denomina multiplexación y demultiplexación de la capa de transporte.

Multiplexado y Demultiplexado

Consiste en extender el servicio de entrega de host a host (proporcionado por la capa de red) a un servicio de entrega de proceso a proceso para aplicaciones que se ejecutan en los hosts.

• En el host de destino, la capa de transporte recibe segmentos de la capa de red. La capa de transporte es responsable de entregar los datos de estos segmentos al proceso de aplicación correspondiente que se ejecuta en el host.
• Recordemos que un proceso puede tener uno o más sockets. En el extremo receptor, la capa de transporte examina campos para identificar el socket receptor y luego dirige el segmento a él. Esta tarea de entregar los datos de un segmento de la capa de transporte al socket correcto se denomina demultiplexación. La tarea de recopilar fragmentos de datos en el host de origen desde diferentes sockets, encapsular cada fragmento con información de encabezado (que posteriormente se utilizará en la demultiplexación) para crear segmentos y pasar los segmentos a la capa de red se denomina multiplexación.

La multiplexación de la capa de transporte requiere:

• Que los sockets tengan identificadores únicos (source port number field).
• Que cada segmento tenga campos especiales que indiquen el socket al que se debe entregar el segmento (destination port number field).

Cuando un segmento llega al host, la capa de transporte examina el número de puerto de destino y lo dirige al socket correspondiente. Los datos del segmento pasan a través del socket al proceso asociado.