Γιατί απαιτούνται πρωτόκολλα σύνδεσης δεδομένων;

Τα πρωτόκολλα σύνδεσης δεδομένων απαιτούνται επειδή παρέχουν αξιόπιστη και αποτελεσματική επικοινωνία σε έναν φυσικό σύνδεσμο, αντιμετωπίζοντας ζητήματα που μόνο το φυσικό στρώμα δεν μπορεί να χειριστεί. Ακολουθεί μια κατανομή των βασικών ρόλων τους:

* Ανίχνευση και διόρθωση σφαλμάτων: Το φυσικό στρώμα μεταδίδει ακατέργαστα κομμάτια, αλλά αυτά τα bits μπορούν να καταστραφούν κατά τη διάρκεια της μετάδοσης λόγω θορύβου ή παρεμβολής. Τα πρωτόκολλα σύνδεσης δεδομένων ενσωματώνουν τεχνικές όπως τα checksums, οι κυκλικοί έλεγχοι πλεονασμάτων (CRCs) και η διόρθωση σφαλμάτων προς τα εμπρός (FEC) για την ανίχνευση και μερικές φορές διορθώνουν αυτά τα σφάλματα. Χωρίς αυτό, τα λαμβανόμενα δεδομένα θα ήταν αναξιόπιστα.

* πλαισίωση: Το φυσικό στρώμα μεταδίδει απλώς bits. Τα πρωτόκολλα σύνδεσης δεδομένων οργανώνουν αυτά τα bits σε σημαντικές μονάδες που ονομάζονται πλαίσια. Το πλαίσιο καθορίζει την έναρξη και το τέλος ενός πλαισίου, επιτρέποντας στον δέκτη να εντοπίσει και να επεξεργαστεί πλήρεις μονάδες δεδομένων. Χωρίς διαμόρφωση, ο δέκτης θα αγωνιστεί να διαφοροποιήσει μεταξύ ξεχωριστών μεταδόσεων.

* Έλεγχος ροής: Ένας γρήγορος αποστολέας μπορεί να κατακλύσει έναν αργό δέκτη. Τα πρωτόκολλα σύνδεσης δεδομένων εφαρμόζουν μηχανισμούς ελέγχου ροής για να διασφαλιστεί ότι ο αποστολέας δεν μεταδίδει δεδομένα γρηγορότερα από ό, τι ο δέκτης μπορεί να το επεξεργαστεί. Αυτό αποτρέπει την απώλεια δεδομένων και εξασφαλίζει αξιόπιστη επικοινωνία. Οι τεχνικές περιλαμβάνουν πρωτόκολλα ολίσθησης παραθύρων.

* Έλεγχος πρόσβασης: Όταν πολλές συσκευές μοιράζονται τον ίδιο φυσικό σύνδεσμο (όπως ένα LAN), τα πρωτόκολλα σύνδεσης δεδομένων είναι ζωτικής σημασίας για τη διαχείριση της πρόσβασης. Χρησιμοποιούν μεθόδους όπως το CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access με ανίχνευση σύγκρουσης) ή το διακριτικό για να συντονίσουν την πρόσβαση και να αποτρέψουν συγκρούσεις. Χωρίς έλεγχο πρόσβασης, οι μεταδόσεις θα ήταν χαοτικές και αναξιόπιστες.

* Διεύθυνση: Ενώ το φυσικό στρώμα ασχολείται με φυσικές συνδέσεις, τα πρωτόκολλα σύνδεσης δεδομένων συχνά περιλαμβάνουν μηχανισμούς αντιμετώπισης για τον προσδιορισμό του αποστολέα και του δέκτη στον ίδιο σύνδεσμο. Αυτό είναι απαραίτητο σε δίκτυα πολλαπλών συσκευών.

Στην ουσία, τα πρωτόκολλα σύνδεσης δεδομένων γεφυρώνουν το χάσμα μεταξύ της ακατέργαστης φυσικής μετάδοσης και της αξιόπιστης, οργανωμένης μεταφοράς δεδομένων που απαιτείται από υψηλότερα στρώματα (στρώμα δικτύου και άνω). Μετατρέπουν μια δυνητικά αναξιόπιστη φυσική σύνδεση σε μια πιο αξιόπιστη διαδρομή δεδομένων.