Транспортный уровень предназначен для оптимизации передачи данных от отправителя к получателю, управления потоком данных и реализации запрошенного сеансовым уровнем качества обслуживания. На этом уровне определяется требуемый размер пакета на основании объема отправляемых данных и максимального размера пакета для данной сетевой архитектуры. Если данные посылаются пакетом, размер которого превосходил тот, что способна додержать сеть, транспортный уровень отвечает за распределение этого пакеты на фрагменты подходящего размера и их доставку в определенном порядке. Транспортный уровень гарантирует, что данные получены в правильном порядке, он же проверяет дубликаты и пересылает потерянные пакеты.
Транспортный уровень обеспечивает передачу данных с той степенью надежности, которая требуется приложениям. Модель OSI определяет пять классов сервиса, предоставляемых транспортным уровнем. Эти классы сервиса отличаются предоставляемыми услугами: срочностью, возможностью восстановления прерванной связи, мультиплексированием нескольких соединений, а главное – обнаружением и исправлением ошибок передачи, таких как искажение, потеря и дублирование пакета.
Выбор класса сервиса транспортного уровня определяется умением приложения проверять данные и надежность всей системы транспортировки в сети.
Начиная с транспортного уровня, все вышеперечисленные протоколы реализуются программными средствами, обычно включаемыми в состав сетевой операционной системы. В качестве примера транспортных протоколов можно привести протоколы TCP и UDP стека TCP/IP и протокол SPX Novell.