Πώς αποτελείται ένα στρώμα σύνδεσης δεδομένων και πώς παρέχει τις υπηρεσίες του;

Το στρώμα σύνδεσης δεδομένων είναι το δεύτερο στρώμα στο μοντέλο OSI επτά επιπέδων (ή το στρώμα 2 στο μοντέλο TCP/IP πέντε επιπέδων). Είναι υπεύθυνη για αξιόπιστη μεταφορά δεδομένων μεταξύ δύο άμεσα συνδεδεμένων κόμβων. Δεν ασχολείται με την έννοια των δεδομένων (που είναι υψηλότερα στρώματα), αλλά επικεντρώνεται στη φυσική μετάδοση των πλαισίων δεδομένων σε έναν μόνο σύνδεσμο.

Σύνθεση:

Το στρώμα σύνδεσης δεδομένων αποτελείται συνήθως από δύο υποστρώματα:

1. Λογικός έλεγχος συνδέσμου (LLC): Αυτό το υποσύνολο βρίσκεται πάνω από το υποσύνολο MAC και παρέχει υπηρεσίες που είναι ανεξάρτητες από τη συγκεκριμένη τεχνολογία δικτύου που χρησιμοποιείται. Οι βασικές λειτουργίες του περιλαμβάνουν:

* Διεύθυνση: Παρέχοντας λογικές διευθύνσεις για τη διαφοροποίηση μεταξύ συσκευών στο δίκτυο. Αυτές οι διευθύνσεις είναι συχνά διαφορετικές από τις φυσικές διευθύνσεις που χρησιμοποιούνται από την υποσυνέλευση MAC.

* Έλεγχος ροής: Ρύθμιση του ρυθμού μετάδοσης δεδομένων για να αποφευχθεί η συντριπτική θέση του κόμβου λήψης.

* Έλεγχος σφαλμάτων: Ανίχνευση και διόρθωση σφαλμάτων που μπορεί να προκύψουν κατά τη διάρκεια της μετάδοσης. Αυτό συχνά περιλαμβάνει αθροιστικά ελέγχου ή άλλους μηχανισμούς ανίχνευσης σφαλμάτων.

* Έλεγχος πολλαπλών πρόσβασης (MAC): Μερικές φορές θεωρείται μέρος της LLC, αυτή η πτυχή επικεντρώνεται στη διαχείριση της πρόσβασης στο κοινό μέσο σε ένα περιβάλλον πολλαπλών προσπέλασης (π.χ. Ethernet).

2. Έλεγχος πρόσβασης πολυμέσων (MAC): Αυτό το υποσύνολο βρίσκεται πιο κοντά στο φυσικό στρώμα και ασχολείται με το συγκεκριμένο υλικό και τα φυσικά χαρακτηριστικά του δικτύου. Οι βασικές λειτουργίες του περιλαμβάνουν:

* Φυσική διεύθυνση: Χρησιμοποιώντας φυσικές διευθύνσεις (όπως διευθύνσεις MAC) για να προσδιορίσετε μοναδικά τις κάρτες διεπαφής δικτύου (NICS).

* Συγχρονισμός πλαισίου: Εξασφαλίζοντας ότι ο δέκτης μπορεί να εντοπίσει σωστά την αρχή και το τέλος ενός πλαισίου δεδομένων.

* Ανίχνευση σφαλμάτων: Χρησιμοποιώντας τεχνικές όπως τα checksums για την ανίχνευση σφαλμάτων στα μεταδιδόμενα δεδομένα.

* Έλεγχος πρόσβασης μεσαίας πρόσβασης: Σε δίκτυα πολλαπλών προσπέλασης (όπως το Ethernet), τα πρωτόκολλα MAC (όπως το CSMA/CD ή CSMA/CA) καθορίζουν τον τρόπο με τον οποίο οι συσκευές αποκτούν πρόσβαση στο κοινό μέσο για τη μετάδοση δεδομένων.

Παρέχονται υπηρεσίες:

Το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων παρέχει αρκετές κρίσιμες υπηρεσίες:

* πλαισίωση: Ενθυλάκωση των δεδομένων σε πλαίσια, προσθέτοντας κεφαλίδες και ρυμουλκούμενα για πληροφορίες ελέγχου. Αυτό βοηθά στην οριοθέτηση μονάδων δεδομένων και επιτρέπει την ανίχνευση ταυτοποίησης και σφαλμάτων.

* Φυσική διεύθυνση: Χρησιμοποιώντας διευθύνσεις MAC για τον προσδιορισμό του αποστολέα και του δέκτη ενός πλαισίου.

* Ανίχνευση και διόρθωση σφαλμάτων: Ανίχνευση σφαλμάτων που συμβαίνουν κατά τη μετάδοση χρησιμοποιώντας τεχνικές όπως τα checksums, οι κυκλικοί έλεγχοι πλεονασμάτων (CRCs) και ενδεχομένως να τα διορθώσουν.

* Έλεγχος ροής: Διαχείριση του ποσοστού μετάδοσης δεδομένων για να αποφευχθεί η συντριπτική θέση του δέκτη. Χρησιμοποιούνται μέθοδοι όπως πρωτόκολλα ολίσθησης παραθύρων.

* Έλεγχος πρόσβασης: Ρύθμιση της πρόσβασης στο κοινό μέσο μετάδοσης σε δίκτυα πολλαπλών πρόσβασης. Τα πρωτόκολλα όπως το CSMA/CD και το CSMA/CA είναι παραδείγματα.

* Λειτουργία μισής αμφίδρομης και πλήρους αμφίδρομης: Υποστηρίζοντας τρόπους επικοινωνίας όπου μόνο μία συσκευή μπορεί να μεταδίδει κάθε φορά (μισό διπλό) ή όπου οι συσκευές μπορούν να μεταδίδουν και να λαμβάνουν ταυτόχρονα (πλήρες διπλό).

Συνοπτικά, το στρώμα συνδέσμου δεδομένων γεφυρώνει το χάσμα μεταξύ του φυσικού υλικού και των πρωτοκόλλων δικτύου υψηλότερου επιπέδου. Εξασφαλίζει την αξιόπιστη μετάδοση δεδομένων σε έναν μόνο σύνδεσμο, προετοιμάζοντας τα δεδομένα για επιτυχή επικοινωνία σε ολόκληρο το δίκτυο που διαχειρίζεται τα υψηλότερα επίπεδα. Διαφορετικοί τύποι δικτύων (π.χ. Ethernet, Wi-Fi, PPP) θα χρησιμοποιούν διαφορετικά πρωτόκολλα Mac Sublayer για να επιτύχουν αυτούς τους στόχους, αλλά οι γενικές αρχές παραμένουν συνεπείς.