Πώς λειτουργεί το Layer Link Data σε ασύρματο δίκτυο;

Το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων σε ένα ασύρματο δίκτυο λειτουργεί παρόμοια με το ενσύρματο αντίστοιχο, αλλά με σημαντικές προσαρμογές για να αντιμετωπίσει τις μοναδικές προκλήσεις της ασύρματης επικοινωνίας. Οι κύριοι ρόλοι του παραμένουν οι ίδιοι:τα δεδομένα πλαισίωσης, η παροχή ανίχνευσης σφαλμάτων και η διαχείριση της πρόσβασης στο κοινό μέσο. Ωστόσο, οι χρησιμοποιούμενες μέθοδοι είναι διαφορετικές λόγω παραγόντων όπως:

* Broadcast Nature of Wireless: Τα ασύρματα σήματα διαδίδονται προς όλες τις κατευθύνσεις, καθιστώντας απαραίτητο τον έλεγχο της πρόσβασης για την αποφυγή συγκρούσεων και την εξασφάλιση αξιόπιστης επικοινωνίας.

* Φύση επιρρεπής σε σφάλματα ασύρματου: Τα ασύρματα σήματα είναι ευαίσθητα σε παρεμβολές, ξεθωριασμό και θόρυβο, που απαιτούν ισχυρούς μηχανισμούς ανίχνευσης σφαλμάτων και διόρθωσης.

* Περιορισμένο εύρος ζώνης: Τα ασύρματα κανάλια έχουν συνήθως χαμηλότερο εύρος ζώνης σε σύγκριση με τις ενσύρματες συνδέσεις, απαιτώντας αποτελεσματική χρήση των διαθέσιμων πόρων.

* Κινητικότητα: Οι ασύρματες συσκευές μπορούν να μετακινηθούν, απαιτώντας μηχανισμούς για να χειριστούν αλλαγές στην τοπολογία του δικτύου και να διατηρήσουν τη συνδεσιμότητα.

Ακολουθεί μια ανάλυση του τρόπου λειτουργίας του επιπέδου σύνδεσης δεδομένων σε ασύρματα δίκτυα:

1. Διαμόρφωση: Το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων ενσωματώνει δεδομένα από το στρώμα δικτύου σε πλαίσια. Αυτό περιλαμβάνει την προσθήκη κεφαλίδας και ρυμουλκούμενου που περιέχει πληροφορίες όπως:

* διευθύνσεις MAC: Οι διευθύνσεις MAC προέλευσης και προορισμού για διευθύνσεις στο επίπεδο σύνδεσης δεδομένων.

* Ελέγξτε την ακολουθία ελέγχου πλαισίου (FCS): Μια τιμή ελέγχου ή CRC για ανίχνευση σφαλμάτων.

* Πληροφορίες ελέγχου: Πληροφορίες σχετικά με τον τύπο πλαισίου, τους αριθμούς αλληλουχίας (για αξιόπιστη μετάδοση) και άλλες λειτουργίες ελέγχου.

2. Έλεγχος πρόσβασης μέσων (MAC): Πρόκειται για μια κρίσιμη πτυχή του στρώματος σύνδεσης ασύρματων δεδομένων. Δεδομένου ότι πολλές συσκευές μοιράζονται το ασύρματο μέσο, απαιτείται ένα πρωτόκολλο MAC για τον συντονισμό της πρόσβασης και την αποφυγή συγκρούσεων. Τα κοινά πρωτόκολλα MAC περιλαμβάνουν:

* CSMA/CA (Carrier Sense Πολλαπλή πρόσβαση με αποφυγή σύγκρουσης): Αυτό είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο πρωτόκολλο στο WiFi (802.11). Οι συσκευές ακούν για ένα καθαρό κανάλι πριν από τη μετάδοση. Εάν το κανάλι είναι απασχολημένο, περιμένουν μια τυχαία περίοδο backoff πριν προσπαθήσουν ξανά. Οι μηχανισμοί αποφυγής σύγκρουσης, όπως το αίτημα-προς την απόσπαση/σαφή προς την απόσπαση (RTS/CTS) χρησιμοποιούνται για την περαιτέρω μείωση των συγκρούσεων.

* Άλλα πρωτόκολλα MAC: Άλλα πρωτόκολλα υπάρχουν για διαφορετικές ασύρματες τεχνολογίες, όπως τα πρωτόκολλα MAC της Bluetooth Mac ή Cellular Networks.

3. Ανίχνευση και διόρθωση σφαλμάτων: Επειδή τα ασύρματα κανάλια είναι θορυβώδη, η ισχυρή ανίχνευση σφαλμάτων είναι κρίσιμη. Τα FCs στην κεφαλίδα πλαισίου χρησιμοποιούνται για ανίχνευση σφαλμάτων. Εάν εντοπιστούν σφάλματα, το πλαίσιο συνήθως απορρίπτεται και ο αποστολέας πρέπει να αναμεταδοτεί. Ενώ ορισμένες ασύρματες τεχνολογίες μπορούν να ενσωματώσουν σφάλμα *διόρθωση *, είναι λιγότερο συνηθισμένη από την ανίχνευση σφάλματος *λόγω του γενικού εξοπλισμού που προσθέτει.

4. Διεύθυνση: Οι διευθύνσεις MAC εντοπίζουν μοναδικά τις ασύρματες συσκευές σε ένα τοπικό δίκτυο. Το στρώμα σύνδεσης δεδομένων χρησιμοποιεί αυτές τις διευθύνσεις για να κατευθύνει τα πλαίσια στον σωστό παραλήπτη.

5. Ασφάλεια: Η ασύρματη ασφάλεια εφαρμόζεται συχνά στο επίπεδο σύνδεσης δεδομένων, κυρίως μέσω πρωτοκόλλων όπως το WPA2/3 στο WiFi. Αυτά τα πρωτόκολλα κρυπτογραφούν τα πλαίσια δεδομένων για να προστατεύσουν την εμπιστευτικότητα και την ακεραιότητά τους.

6. Λειτουργίες ασύρματου συγκεκριμένου: Το στρώμα συνδέσμου δεδομένων μπορεί να περιλαμβάνει χαρακτηριστικά ειδικά για ασύρματα:

* Διαχείριση ενέργειας: Τεχνικές για τη διατήρηση της τροφοδοσίας της μπαταρίας σε κινητές συσκευές.

* περιαγωγής: Μηχανισμοί να παραδώσουν απρόσκοπτα συνδέσεις μεταξύ διαφορετικών σημείων πρόσβασης (APS).

* Ένωση και έλεγχος ταυτότητας: Διαδικασίες για μια ασύρματη συσκευή για σύνδεση σε ένα AP.

Συνοπτικά: Το στρώμα συνδέσμου δεδομένων σε ασύρματα δίκτυα αντιμετωπίζει την πρόκληση της αξιόπιστης επικοινωνίας σε ένα κοινό, μεταδιδόμενο και επιρρεπές σε σφάλματα. Επιτυγχάνει αυτό μέσω της πλαισίωσης, αποτελεσματικών πρωτοκόλλων MAC για τον έλεγχο πρόσβασης, την ανίχνευση σφαλμάτων και τα ασύρματα χαρακτηριστικά για τη διαχείριση ενέργειας, την κινητικότητα και την ασφάλεια. Οι συγκεκριμένες λεπτομέρειες εφαρμογής ποικίλλουν ανάλογα με την ασύρματη τεχνολογία (π.χ. 802.11, Bluetooth, Cellular).