Канальный уровень

Примерами протоколов канального уров­ня являются протоколы Ethernet, ATM и т.д.

На канальном уровне IP-пакеты инкапсулируются (упаковываются) в структуры, называемые кадрами в случае использования технологий Ethernet. В составе заголовка кадра передаются физические адреса (MAC-адреса) отправителя и получателя. Одной из задач канального уровня является проверка доступности среды передачи, например, в технологии Ethernet любой из компьютеров в локальной сети, перед тем как передавать свои данные проверяет, свободна ли среда для передачи. Другой задачей канального уровня является реализация механизмов обнаружения и коррекции ошибок. Канальный уровень обеспечивает корректность передачи каждого кадра, помещая специальную последовательность бит в начало и конец каждого кадра, для его выделения, а также вычисляет контрольную сумму (cyclic redundancy check, CRC). Обрабатывая все байты кадра определенным способом, добавляя контрольную сумму к кадру. Когда кадр приходит по сети, 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. Канальный уровень может не только обнаруживать ошибки, но и исправлять их за счет повторной передачи поврежденных кадров. В протоколах канального уровня, используемых в локальных сетях, заложена определенная структура связей между компьютерами и способы их адресации. Хотя канальный уровень и обеспечивает доставку кадра между любыми двумя узлами локальной сети, он это делает только в сети с совершенно определенной топологи­ей связей, именно той топологией, для которой он был разработан. К таким типо­вым топологиям, поддерживаемым протоколами канального уровня локальных сетей, относятся: шина, кольцо и звезда, а также структуры, полученные из них с помощью коммутаторов.

Информация, передаваемая по сети, называется «данными». При передаче данных с одного компьютера на другой необходимо упаковывать данные в пакеты. Для этого на транспортном уровне из потока данных нарезаются «сегменты», затем на сетевом уровне сегменты упаковываются в IP-пакеты. И, наконец, на канальном уровне пакеты упаковываются в «кадры» (рисунок 1.3). Этот процесс называется инкапсуляцией. При перемещении данных через уровни модели OSI на каждом уровне к данным добавляется свой заголовок. Заголовок содержит информацию для сетевых устройств и приёмника, которая обеспечивает корректную доставку данных и их правильную интерпретацию на приёмнике.

Рисунок 1.3 – Пакет IP, инкапсулированный в кадр Ethernet