データリンク層の目的

データリンク層

図に示すように、OSIモデル（レイヤ2）のデータリンク層は、物理ネットワーク用のネットワークデータを準備します。 データリンク層は、ネットワークインターフェースカード(NIC)とネットワークインターフェースカード間の通信を担当します。 データリンク層では、次の処理が行われます:

• 上位層がメディアにアクセスできるようにします。 上位層プロトコルは、データを転送するために使用されるメディアの種類を完全に認識しません。
• はデータ、通常はレイヤ3パケット（つまり、Ipv4またはIpv6）を受け入れ、レイヤ2フレームにカプセル化します。
• は、メディア上でデータをどのように配置および受信するかを制御します。
• は、ネットワークメディアを介してエンドポイント間でフレームを交換します。
• はカプセル化されたデータ、通常はレイヤ3パケットを受信し、適切な上位レイヤプロトコルに指示します。
• はエラー検出を実行し、破損したフレームを拒否します。

データリンク層

コンピュータネットワークでは、ノードは、通信パスに沿ってデータを受信、作成、保存、または転送できるデバイスです。 ノードは、ラップトップや携帯電話などのエンドデバイス、またはイーサネットスイッチなどの中間デバイスのいずれかになります。

データリンク層がなければ、IPなどのネットワーク層プロトコルは、配信パスに沿って存在する可能性のあるすべてのタイプのメディアに接続するた さらに、新しいネットワーク技術や媒体がIPを開発したたびに、適応する必要があります。

この図は、データリンク層がレイヤ2イーサネット宛先および送信元NIC情報をレイヤ3パケットに追加する方法の例を示しています。 次に、この情報を物理層（すなわち、層１）によってサポートされる形式に変換する。

データリンク層パケット

IEEE802LAN/MANデータリンクサブレイヤ

IEEE802LAN/MAN標準は、イーサネットLan、ワイヤレスLan(WLAN)、ワイヤレスパーソナルエリアネットワークス(WPAN)、およびその他のタイプのローカルおよび首都圏ネットワークに固有です。 IEEE802LAN/MANデータリンク層は、次の二つのサブ層で構成されています:

• 論理リンク制御（LLC）-このIEEE802。2副層は、上位層のネットワークソフトウェアと下位層のデバイスハードウェアとの間で通信します。 フレームには、どのネットワーク層プロトコルがフレームに使用されているかを識別する情報が配置されます。 この情報により、Ipv4やIpv6などの複数のレイヤ3プロトコルで同じネットワークインターフェイスとメディアを使用できます。メディアアクセス制御(MAC)—このサブレイヤ(IEEE802.3、802.11、または802.15)をハードウェアに実装します。 これは、データカプセル化とメディアアクセス制御を担当します。 これは、データリンク層のアドレス指定を提供し、それは様々な物理層技術と統合されています。

図は、データリンク層の二つのサブ層（LLCとMAC）を示しています。

サブレイヤーデータリンク層

LLCサブレイヤは、通常Ipv4またはIpv6パケットであるネットワークプロトコルデータを取り、レイヤ2制御情報を追加して、パケットを宛先ノードに配信する。

MACサブレイヤは、有線または無線LAN/MAN媒体上でデータを送受信するNICおよびその他のハードウェアを制御します。

MACサブレイヤはデータカプセル化を提供します:

• フレーム区切り-フレーミングプロセスでは、フレーム内のフィールドを識別するための重要な区切り文字が提供されます。 これらの区切りビットは、送信ノードと受信ノード間の同期を提供します。
• Addressing–同じ共有メディア上のデバイス間でレイヤ2フレームを転送するための送信元アドレスと宛先アドレスを提供します。
• エラー検出–送信エラーを検出するために使用されるトレーラーが含まれています。

MACサブレイヤはメディアアクセス制御も提供し、複数のデバイスが共有（半二重）メディアを介して通信できるようにします。 全二重通信では、アクセス制御は必要ありません。

メディアへのアクセスを提供する

パケットがローカルホストからリモートホストに移動するときに遭遇する各ネットワーク環境は、異なる特性を持 例えば、イーサネットLANは、通常、ネットワーク媒体上のアクセスを争う多くのホストで構成されます。 MACサブレイヤはこれを解決します。 シリアルリンクでは、アクセス方法は2つのデバイス、通常は2つのルータ間の直接接続のみで構成されます。 したがって、それらは、ＩＥＥＥ８ ０ ２ＭＡＣサブレイヤによって採用される技術を必要としない。

ルーターインターフェイスは、パケットを適切なフレームにカプセル化します。 適切なメディアアクセス制御方法が、各リンクにアクセスするために使用される。 ネットワーク層パケットの任意の所与の交換では、多数のデータリンク層およびメディア遷移が存在し得る。

ルータは、パスに沿った各ホップで、次のレイヤ2機能を実行します:

1. 媒体からのフレームを受け入れる
2. フレームをカプセル化解除
3. パケットを新しいフレームに再カプセル化
4. 物理ネットワークのそのセグメントの中WANに接続するためのインターフェイス。 ルータはフレームを処理するときに、データリンク層サービスを使用して1つの媒体からフレームを受信し、レイヤ3PDUにカプセル化解除し、PDUを新しいフレームに再カプセル化して、ネットワークの次のリンクの媒体にフレームを配置します。
   

   メディアへのアクセスを提供する

   データリンク層標準

   データリンク層プロトコルは、TCP/IPスイートの上位層のプロトコルとは異なり、一般的にRequest for Comments(Rfc) Internet Engineering Task Force(IETF)は、TCP/IPプロトコルスイートの機能プロトコルとサービスを上位層で維持していますが、TCP/IPネットワークアクセス層の機能と動作を定義していません。

   ネットワークアクセス層(osi物理層とデータリンク層)に適用されるオープン標準とプロトコルを定義するエンジニアリング組織には、次のものがあります:

   • 電気電子学会(IEEE)
   • 国際電気通信連合(ITU)
   • 国際標準化機構(ISO)
   • アメリカ国家標準化協会(ANSI)
   • )

   これらの組織のロゴを図に示します。

   エンジニアリング組織ロゴ

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