КАНАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ МОДЕЛИ OSI

LINK LAYER OSI MODEL

Madina Gazdieva

Student, Ingush State University, Russia, Magas

Asya Daurbekova

Academic Supervisor, Senior Lecturer of the Department of IS&T FMF, Ingush State University, Russia, Magas

Аннотация. В данной статье рассматривается второй уровень модели OSI, её функции, протоколы и устройства, используемые на нём.

Abstract. This article discusses the second layer of the OSI model, its functions, protocols and devices used on it.

Ключевые слова: канальный уровень; топология; протоколы.

Keywords: link layer; topology; protocols.

Канальный уровень (Data link lyer) обеспечивает передачу данных, полученных от вышележащего сетевого уровня, через физический уровень между непосредственно подключенными устройствами.

Этот уровень обслуживает запросы сетевого уровня и использует сервис физического уровня для приема и передачи пакетов.

В локальных сетях канальный уровень обеспечивает передачу кадров между любыми узлами сети.

В глобальных сетях канальный уровень обеспечивает передачу кадров между соседними узлами, соединенными индивидуальной линией связи.

Канальный уровень выполняет следующие функции:

• Выявление ошибок, возникающих на физическом уровне и восстановление данных
• Управление потоками данных
• Физическая адресация передаваемых сообщений
• Приём кадра из сети и отправка его в сеть
• Достоверность принимаемых данных
• Адресация протокола верхнего уровня.
• Контроль за состоянием канала, обработка сбойных ситуаций (коллизий).

На канальном уровне данные рассматриваются как последовательный поток битов. Перед передачей по физическим каналам этот поток, в соответствии с принципом пакетной коммутации, разделяется на части, каждая из которых снабжается заголовком, содержащим некотрую служебную информацию, т.е. формируется пакет. На канальном уровне пакет называется кадром (frame).

Кадры канального уровня не пересекают границ сетевого сегмента. Межсетевая маршрутизация и глобальная адресация это функция более высокого уровня, что позволяет протоколам канального уровня сосредоточится на локальной доставке и адресации.

Структура заголовка кадра зависит от набора задач, которые решает протокол. Сложность канальных протоколов во многом определяется сложностью топологии сети.

Топология сети – геометрическая форма и физическое расположение компьютеров по отношению к друг другу. Топология сети позволяет сравнивать и классифицировать различные сети.

Выделяют следующие виды топологий сети:

• Топология шина представляет собой общий кабель (называемый шина или магистраль), к которому подсоединены все рабочие станции.
• Топология звезда – это базовая топология компьютерной сети, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу.
• Топология кольцо – это базовая топология компьютерной сети, в которой рабочие станции подключены последовательно друг к другу, образуя замкнутую сеть.
• Ячеистая топология соединяет каждую рабочую станцию сети со всеми другими рабочими станциями этой же сети.

В локальных и глобальных сетях на канальном уровне используются различные протоколы и различные форматы кадров. В локальных сетях основным протоколом канального уровня является Ethernet и совместимые с ним. Формат кадров канального уровня практически одинаков для всех Ethernet совместимых технологий. Технология Ethernet предусматривает кадры четырех форматов. На практике аппаратное обеспечение EtherNet использует только формат EtherNet DIX.

Таблица 1.

Общий формат кадров Ethernet

Характеристика, используемая для определения максимального размера блока данных (в байтах), который может быть передан на канальном уровне, называется MTU (Maximum Transfer Unit, максимальная единица передачи данных).

На канальном уровне также используются следующие протоколы:

• Link Access Procedures, D channel (LAPD),
• IEEE 802.11 wireless LAN,
• VLAN
• GMRP
• Point-to-Point Protocol (PPP),
• Point-to-Point Protocol over Ethernet (PPPoE),
• Х.25,
• Seria Line Internet Protocol (SLIP, obsolete),
• SNAP
• Token ring,
• Технология DSL
• Frame relay (FR), 
• Unidirectional Link Detection (UDLD)
• Fiber Distributed Data Interface (FDDI).

Стандарт IEEE разделяет канальный уровень на два подуровня:

1. LLC (Logital Link Control). Подуровень LLC обеспечивает обслуживание сетевого уровня и связан с передачей и приемом пользовательских сообщений;
2. MAC (Media Assess Control). Подуровень MAC регулирует доступ к разделяемой физической среде (передача маркера или обнаружение коллизий или столкновений) и управляет доступом к каналу связи. Подуровень LLC находится выше подуровня MAC.

На этом уровне работают следующие устройства:

• Сетевые адаптеры
• Медиаконверторы с интеллектуальными функциями
• Коммутаторы
• Точки доступа.

Сетевая карта – плата расширения, позволяющая ПК взаимодействовать с другими устройствами сети (в анстоящее время интегрированы на материнской плате). Сетевой адаптер вместе со своим драйвером выполняет две функции: прием и передача кадра. В клиентских Пк обычно, значительная часть работы перекладывается на драйвер, что позволяет удешевить адаптер, но загрузить ЦПУ. Адаптеры, предназначенные для серверов, обычно оснащены собственными процессорами, которые выполняют большуюю часть работы по передаче кадров из иоперативной памяти в сеть и обратно. В общем виде цепочка передачи кадров: оперативная память – адаптер – физический канал – адаптер – опретивная память.

Медиаконверторы предназначены для организации системы передачи пакетных данных из одной среды в другую. Они применяются в случаях, когда необходимо передать данные на большие расстояния. Оборудование прозрачно пропускает поток данных Fast и Gigabit Ethernet, конвертируя физическую среду распространения сигналов.

Коммутатор (switch) или интеллектуальный концентратор – устройство, подобное концентратору, но более интеллектуальное, объединяет в себе свойства концентратора и моста. Коммутатор направляет поступивший пакет не по всем узлам сети, как это делает пассивный или активный концентратор, а к конкретному узлу (по адресу получателя пакета).

Точка доступа – это беспроводная базовая станция, предназначенная для обеспечения беспроводного доступа к уже существующей сети (беспроводной или проводной) или создания совершенно новой беспроводной сети. Беспроводная связь осуществляется посредством технологии Wi-Fi.