Тема 7.Канальний рівень (Data Link)

Одиницею інформації канального рівня є кадри (frame). Кадри – це логічно організована структура, в яку можна поміщати дані. Завдання канального рівня передавати кадрів від мережевого рівня до фізичного рівня.

На фізичному рівні просто пересилаються біти. При цьому не враховується, що в деяких мережах, в яких лінії зв'язку використовуються поперемінно декількома парами взаємодіючих комп'ютерів, фізичне середовище передачі може бути зайнята. Тому одним із завдань канального рівня є перевірка доступності середовища передачі. Іншим завданням канального рівня є реалізація механізмів виявлення і корекції помилок.

Канальний рівень забезпечує коректність передачі кожного кадру, поміщаючи спеціальну послідовність битий, в початок і кінець кожного кадру, щоб відзначити його, а також обчислює контрольну суму, підсумовуючи всі байти кадру певним способом і додаючи контрольну суму до кадру. Коли кадр приходить, одержувач знову обчислює контрольну суму отриманих даних і порівнює результат з контрольною сумою з кадру. Якщо вони співпадають, кадр вважається за правильне і приймається. Якщо ж контрольні суми не співпадають, то фіксується помилка.

Завдання канального рівня - брати пакети, що поступають з мережевого рівня, і готувати їх до передачі, укладаючи в кадр відповідного розміру. Цей рівень зобов'язаний визначити, де починається і де закінчується блок, а також виявляти помилки передачі.

На цьому ж рівні визначаються правила використання фізичного рівня вузлами мережі. Електричне представлення даних в ЛОМ (биті даних, методи кодування даних і маркери) розпізнаються на цьому і лише на цьому рівні. Тут виявляються і виправляються (шляхом вимог повторної передачі даних) помилки.

Канальний рівень забезпечує створення, передачу і прийом кадрів даних. Цей рівень обслуговує запити мережевого рівня і використовує сервіс фізичного рівня для прийому і передачі пакетів. Специфікації IEEE 802.Х ділять канальний рівень на два підрівні:

• LLC (Logical Link Control) управління логічним каналом здійснює логічний контроль зв'язку. Підрівень LLC забезпечує обслуговування мережевого рівня і пов'язаний з передачею і прийомом призначених для користувача повідомлень.

• MAC (Media Assess Control) контроль доступу до середовища. Підрівень MAC регулює доступ до фізичного середовища (передача маркера або виявлення колізій або зіткнень), що розділяється, і управляє доступом до каналу зв'язку. Підрівень LLC знаходиться вищим за підрівень Маc.

Канальний рівень визначає доступ до середовища і управління передачею за допомогою процедури передачі даних по каналу. При великих розмірах передаваних блоків даних канальний рівень ділить їх на кадрів і передає кадрів у вигляді послідовностей. При отриманні кадрів рівень формує з них передані блоки даних. Розмір блоку даних залежить від способу передачі, якості каналу, по якому він передається.

У локальних мережах протоколи канального рівня використовуються комп'ютерами, мостами, комутаторами і маршрутизаторами. У комп'ютерах функції канального рівня реалізуються спільними зусиллями мережевих адаптерів і їх драйверів.

Канальний рівень може виконувати наступні види функцій:

1. Організація (встановлення, управління, розірвання) канальних з'єднань і ідентифікація їх портів.

2. Організація і передача кадрів.

3. Виявлення і виправлення помилок.

4. Управління потоками даних.

5. Забезпечення прозорості логічних каналів (передачі по ним даних, закодованих будь-яким способом).

Протоколи, що найбільш часто використовуються на канальному рівні включають:

• HDLC (High Level Data Link Control) протокол управління каналом передачі даних високого рівня, для послідовних з'єднань;

• IEEE 802.2 LLC (тип I і тип II) забезпечують MAC для середовищ 802.x;

• Ethernet мережева технологія за стандартом IEEE 802.3 для мереж, що використовує шинну топологію і колективний доступ з прослуховуванням тієї, що несе і виявленням конфліктів;

• Token ring мережева технологія за стандартом IEEE 802.5, що використовує кільцеву топологію і метод доступу до кільця з передачею маркера;

• FDDI (Fiber Distributed Date Interface Station) мережева технологія за стандартом IEEE 802.6, що використовує оптоволоконний носій;

• X.25 міжнародний стандарт для глобальних комунікацій з комутацією пакетів;

• Frame relay мережа, організована з технологій Х25 і ISDN.