Zweck der Datenverbindungsschicht
Zusammenfassung
In diesem Thema werden Zweck und Funktion der Datenverbindungsschicht bei der Vorbereitung der Kommunikation für die Übertragung auf bestimmten Medien beschrieben. Lernen Sie CCNA 200-301 jetzt kostenlos!!
Hinweis: Willkommen: Dieses Thema ist Teil von Kapitel 6 des Cisco CCNA 1-Kurses. Für ein besseres Follow-up des Kurses können Sie zum Abschnitt CCNA 1 gehen, um Sie durch eine Bestellung zu führen.
Inhaltsverzeichnis
Die Datenverbindungsschicht
Die Datenverbindungsschicht des OSI-Modells (Schicht 2) bereitet, wie in der Abbildung gezeigt, Netzwerkdaten für das physische Netzwerk auf. Die Datenverbindungsschicht ist für die Kommunikation zwischen Netzwerkschnittstellenkarte (NIC) und Netzwerkschnittstellenkarte verantwortlich. Die Datenverbindungsschicht führt Folgendes aus:
- Ermöglicht oberen Schichten den Zugriff auf die Medien. Das Protokoll der oberen Schicht kennt den Medientyp, der zum Weiterleiten der Daten verwendet wird, nicht.
- Akzeptiert Daten, normalerweise Layer-3-Pakete (dh IPv4 oder IPv6), und kapselt sie in Layer-2-Frames ein.
- Steuert, wie Daten auf dem Medium platziert und empfangen werden.
- Tauscht Frames zwischen Endpunkten über die Netzwerkmedien aus.
- Empfängt gekapselte Daten, normalerweise Layer-3-Pakete, und leitet sie an das richtige Protokoll der oberen Schicht weiter.
- Führt eine Fehlererkennung durch und weist beschädigte Frames zurück.
In Computernetzwerken ist ein Knoten ein Gerät, das Daten entlang eines Kommunikationspfades empfangen, erstellen, speichern oder weiterleiten kann. Ein Knoten kann entweder ein Endgerät wie ein Laptop oder ein Mobiltelefon oder ein Zwischengerät wie ein Ethernet-Switch sein.
Ohne die Datenverbindungsschicht müssten Netzwerkschichtprotokolle wie IP Vorkehrungen für die Verbindung mit jedem Medientyp treffen, der entlang eines Bereitstellungspfads vorhanden sein könnte. Außerdem müsste sich jedes Mal, wenn eine neue Netzwerktechnologie oder ein neues Medium entwickelt wird, IP anpassen.
Die Abbildung zeigt ein Beispiel dafür, wie die Datenverbindungsschicht Layer-2-Ethernet-Ziel- und Quell-NIC-Informationen zu einem Layer-3-Paket hinzufügt. Diese Informationen würden dann in ein Format konvertiert, das von der physischen Schicht (dh Schicht 1) unterstützt wird.
IEEE 802 LAN/MAN Data Link Sublayers
IEEE 802 LAN/MAN standards sind spezifisch für Ethernet LANs, Wireless LANs (WLAN), Wireless Personal Area Networks (WPAN) und andere arten von lokalen und metropolitan area Networks. Die IEEE 802 LAN / MAN-Datenverbindungsschicht besteht aus den folgenden zwei Teilschichten:
- Logical Link Control (LLC) – Diese IEEE 802.2 Teilschicht kommuniziert zwischen der Netzwerksoftware auf den oberen Schichten und der Gerätehardware auf den unteren Schichten. Es platziert Informationen im Frame, die identifizieren, welches Netzwerkschichtprotokoll für den Frame verwendet wird. Diese Informationen ermöglichen es mehreren Layer-3-Protokollen wie IPv4 und IPv6, dieselbe Netzwerkschnittstelle und dieselben Medien zu verwenden.
- Media Access Control (MAC) – Implementiert diese Unterschicht (IEEE 802.3, 802.11 oder 802.15) in Hardware. Es ist verantwortlich für die Datenkapselung und Medienzugriffskontrolle. Es bietet Data Link Layer-Adressierung und ist in verschiedene Physical Layer-Technologien integriert.
Die Abbildung zeigt die beiden Teilschichten (LLC und MAC) der Datenverbindungsschicht.
Die LLC-Subschicht nimmt die Netzwerkprotokolldaten, bei denen es sich typischerweise um ein IPv4- oder IPv6-Paket handelt, und fügt Layer-2-Steuerinformationen hinzu, um die Zustellung des Pakets an den Zielknoten zu unterstützen.
Der MAC-Sublayer steuert die Netzwerkkarte und andere Hardware, die für das Senden und Empfangen von Daten auf dem kabelgebundenen oder drahtlosen LAN/MAN-Medium verantwortlich ist.
Der MAC-Sublayer bietet Datenkapselung:
- Rahmenbegrenzung – Der Framing-Prozess bietet wichtige Begrenzer, um Felder innerhalb eines Frames zu identifizieren. Diese Begrenzungsbits sorgen für eine Synchronisation zwischen den Sende- und Empfangsknoten.
- Adressierung – Bietet Quell- und Zieladressierung für den Transport des Layer-2-Frames zwischen Geräten auf demselben gemeinsam genutzten Medium.
- Fehlererkennung – Enthält einen Trailer zur Erkennung von Übertragungsfehlern.
Der MAC-Sublayer bietet auch eine Medienzugriffssteuerung, mit der mehrere Geräte über ein gemeinsam genutztes (Halbduplex-) Medium kommunizieren können. Vollduplex-Kommunikation erfordert keine Zugriffskontrolle.
Bereitstellen des Zugriffs auf Medien
Jede Netzwerkumgebung, der Pakete auf ihrem Weg von einem lokalen Host zu einem Remote-Host begegnen, kann unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Beispielsweise besteht ein Ethernet-LAN normalerweise aus vielen Hosts, die um den Zugriff auf das Netzwerkmedium kämpfen. Der MAC-Sublayer behebt dies. Bei seriellen Verbindungen besteht die Zugriffsmethode möglicherweise nur aus einer direkten Verbindung zwischen nur zwei Geräten, normalerweise zwei Routern. Daher erfordern sie nicht die Techniken, die von der IEEE 802 MAC-Unterschicht verwendet werden.
Router-Schnittstellen kapseln das Paket in den entsprechenden Frame. Für den Zugriff auf jede Verbindung wird ein geeignetes Medienzugriffskontrollverfahren verwendet. Bei jedem gegebenen Austausch von Netzwerkschichtpaketen kann es zahlreiche Datenverbindungsschichten und Medienübergänge geben.
Bei jedem Hop entlang des Pfades führt ein Router die folgenden Layer-2-Funktionen aus:
- Akzeptiert einen Frame von einem Medium
- Entkapselt den Frame
- kapselt das Paket erneut in einen neuen Frame
- Leitet den neuen Frame entsprechend dem Medium dieses Segments des physischen Netzwerks weiter
Der Router in der Abbildung verfügt über eine Ethernet-Schnittstelle zum Anschließen an das LAN und eine serielle schnittstelle zum Anschluss an das WAN. Wenn der Router Frames verarbeitet, verwendet er Data Link Layer Services, um den Frame von einem Medium zu empfangen, ihn in die Layer-3-PDU zu entkapseln, die PDU erneut in einen neuen Frame zu kapseln und den Frame auf dem Medium der nächsten Verbindung des Netzwerks zu platzieren.
Data Link Layer Standards
Data Link Layer-Protokolle werden im Allgemeinen nicht durch Request for Comments (RFCs) definiert, im Gegensatz zu den Protokollen der oberen Schichten der TCP / IP-Suite. Die Internet Engineering Task Force (IETF) verwaltet die funktionalen Protokolle und Dienste für die TCP / IP-Protokollsuite in den oberen Schichten, definiert jedoch nicht die Funktionen und den Betrieb der TCP / IP-Netzwerkzugriffsschicht.
Technische Organisationen, die offene Standards und Protokolle definieren, die für die Netzwerkzugriffsschicht gelten (d. H. Die physischen OSI- und Datenverbindungsschichten), umfassen Folgendes:
- Institut für Elektro- und Elektronikingenieure (IEEE)
- Internationale Fernmeldeunion (ITU)
- Internationale Organisation für Normung (ISO)
- American National Standards Institute (ANSI)
Die Logos für diese Organisationen sind in der Abbildung dargestellt.
Logos der technischen Organisation
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