В статье «Сетевая модель OSI» мы рассмотрели все уровни данной модели, но не полностью. В этой статье мы рассмотрим функции канального уровня. Вспомним чем занимается канальный уровень.
Канальный уровень — уровень сетевой модели OSI, предназначенный для обмена данными между узлами находящимися в том же сегменте локальной сети, путем передачи специальных блоков данных, которые называются кадрами (frame).
В процессе формирования кадров данные снабжаются служебной информацией (заголовком), необходимой для корректной доставки получателю, и, в соответствии с правилами доступа к среде передачи, отправляются на физический уровень.
В локальных сетях канальный уровень разделяется на два подуровня:
1. Уровень доступа к среде (media access layer, MAC)
MAC-уровень появился из-за существования в локальных сетях разделяемой среды передачи данных. Именно этот уровень обеспечивает корректное совместное использование общей среды, предоставляя ее в соответствии с определенным алгоритмом в распоряжение той или иной станции сети.
2. Уровень управления логическим каналом (logical link control, LLC).
LLC — это протокол управления логическим каналом. Как только станция получит разрешение на соединение на уровне MAC, устанавливается логическое соединение между передающей данные станцией и принимающей эти данные станцией. Протокол LLC управляет данным логическим соединением.
Протоколы уровней MAC и LLC взаимно независимы — каждый протокол MAC-уровня может применяться с любым типом протокола LLC-уровня и наоборот.
Функции канального уровня
Канальный уровень обеспечивает корректность передачи каждого кадра, помещая специальную последовательность бит в начало и конец каждого кадра, чтобы отметить его, а также вычисляет контрольную сумму, суммируя все байты кадра определенным способом и добавляя контрольную сумму к кадру.
Когда кадр приходит, получатель снова вычисляет контрольную сумму полученных данных и сравнивает результат с контрольной суммой из кадра. Если они совпадают, кадр считается правильным и принимается. Если же контрольные суммы не совпадают, то фиксируется ошибка.
Также канальный уровень занимается:
- установлением и расторжением канального соединения;
- расщеплением канального соединения на несколько физических;
- cериализацией (передачей объектов по сети и сохранение их в файлы);
- обнаружением и исправлением ошибок;
- управлением потоками;
- управлением соединения физических каналов передачи данных.
Протоколы канального уровня
1. Технология DSL. Это целый набор протоколов и стандартов, описывающих взаимодействие между устройствами на физическом и канальном уровнях модели OSI. Средой передачи данных технологии DSL является медный кабель.
2. Point-to-Point Protocol (PPP). PPP – это двухточечный протокол канального уровня, который используется для установления соединения между двумя устройствами. Протокол PPP позволяет шифровать данные, реализует аутентификацию и сжатие данных.
3. Point-to-Point Protocol over Ethernet (PPPoE). Протокол PPPoE описывает процесс передачи кадров канального протокола PPP через сети, построенные по технологии Ethernet.
4. IEEE3 (Ethernet). Технология Ethernet включает в себя набор стандартов и протоколов, описывающих взаимодействие между устройствами как на физическом, так и на канальном уровнях модели OSI.
Изначально принцип взаимодействия в сетях Ethrenet был похож на радиотрансляцию, когда одно устройство передавало данные, а все остальные устройства эти данные принимали, с появлением коммутаторов этот принцип изменился.