لایه پیوند داده “data link” در مدل OSI

لایه پیوند داده “data link” ، لایه دوم مدل OSI است و مسئول ارسال صحیح بیت ها در قالب بسته های داده “data packets” است. این لایه در حین انتقال علاوه بر تقسیم بندی و نظارت بر بسته ها، به طور فعال در عیب یابی نیز مشارکت می نماید.

لایه پیوند داده “data link” در مدل OSI

فهرست مطالب

1. لایه پیوند داده در مدل OSI
   1. لایه پیوند داده OSI چیست؟
      
   2. لایه پیوند داده چه عملکردی دارد؟
      
   3. لایه پیوند داده چگونه عیب یابی می کند؟
      
   4. لایه پیوند داده کدام خدمات را انجام می دهد؟
      
   5. پروتکل های لایه پیوند داده

لایه پیوند داده OSI چیست؟

لایه پیوند داده دومین لایه در مدل OSI می باشد. این مدل مفهومی، ساختار فرآیندهای مورد نیاز رایانه ها و فناوری شبکه را ارائه می دهد تا امکان برقراری ارتباط بین سخت افزار و نرم افزار را فراهم نماید. در این مدل، لایه پیوند داده به عنوان یک لایه پروتکلی عمل می کند و تضمین می نماید که فریم ها “frames” به درستی در یک اتصال فیزیکی منتقل می شوند.

مدل مرجع OSI به هفت لایه مختلف تقسیم می شود که هر یک بر روی دیگری قرار گرفته اند. هر لایه وظایف خاص خود را دارد. لایه های جداگانه به شرح زیر می باشد:

1. لایه فیزیکی “Physical layer”
2. لایه پیوند داده “Data link layer”
3. لایه شبکه “Network layer”
4. لایه انتقال “Transport layer”
5. لایه نشست “Session layer”
6. لایه ارائه “Presentation layer”
7. لایه اپلیکیشن “Application layer”

لایه پیوند داده چه عملکردی دارد؟

برای درک اینکه لایه پیوند داده چه عملکردی دارد، لازم است ابتدا نگاهی به لایه زیرین آن داشته باشیم. در لایه فیزیکی، اتصالات فیزیکی بین دو سیستم فعال و غیرفعال و همچنین نظارت می شوند. این بدان معناست که داده ها می توانند از فرستنده به گیرنده ارسال شوند. با این حال، لایه فیزیکی داده ها را ارزیابی نمی کند و به سادگی آنها را بدون بررسی محتوا یا ساختار آن منتقل می نماید. لایه پیوند داده تک تک بیت ها را رمزگذاری، رمزگشایی و سازماندهی می نماید و سپس آنها را به شکل فریم داده آماده می نماید. این بدان معناست که بسته های داده را ایجاد می نماید و بسته های داده بزرگتر را به واحدهای کوچکتر تبدیل می کند.

سپس داده ها از لایه پیوند داده به لایه شبکه، لایه ای که مستقیماً بالای آن قرار دارد، ارسال می شوند. در لایه شبکه، سپس یک آدرس اختصاص داده می شود و فوروارد می گردد. لایه پیوند داده تضمین می نماید که فریم ها بدون هیچ خطایی منتقل می شوند و بنابراین، اتصالات سیستمی ناامن را ایمن می نماید.

ارتباطی که در لایه پیوند داده انجام می شود می تواند با یا بدون اتصال انجام شود. چنانچه اتصالی وجود نداشته باشد، تمام داده هایی که قرار است منتقل شوند حاوی یک آدرس مبدا و مقصد خواهند بود. با این حال، چنانچه اتصال وجود داشته باشد، ابتدا ارتباطات منطقی بین فرستنده و گیرنده برقرار می شود.

لایه پیوند داده چگونه عیب یابی می کند؟

علاوه بر وظایف ذکر شده در بالا، لایه پیوند داده همچنین وظیفه بررسی فریم ها در حین و پس از انتقال داده ها و همچنین شناسایی و تصحیح هر گونه خطا را بر عهده دارد. جهت انجام این کار، ابتدا الگوی بیت را در فریم تجزیه و تحلیل می نماید تا بتواند مشکلات و خطاها را به سرعت تشخیص دهد. چنانچه بی نظمی وجود داشته باشد، لایه پیوند داده به لایه های بالای آن اطلاع می دهد. آنگاه گیرنده می تواند فریم ها را در صورتی که به ترتیب اشتباه تحویل داده شده باشند را دوباره مرتب نماید. در همین حال، لایه پیوند داده بررسی می‌کند که آیا بسته‌های تکی دست نخورده باقی مانده‌اند یا خیر. جهت انجام این کار، لایه پیوند داده OSI جریان داده “data flow” را بررسی می نماید تا ببیند آیا یک اتصال فیزیکی بیش از حد بارگذاری “overloaded” شده است یا خیر و سپس بر این اساس مداخله می نماید. در صورت وجود هر گونه محدودیت، این اطلاعات به دستگاه های نزدیک ارسال می شود و در صورت امکان، مسیریابی مجدد اجرا می شود.

لایه پیوند داده کدام خدمات را انجام می دهد؟

لایه پیوند داده به دو زیر لایه تقسیم می شود: MAC منطقی  “Media Access Control” کنترل دسترسی رسانه در مجاورت لایه فیزیکی (1) و LLC یا کنترل پیوند منطقی “Logical Link Control” که به لایه شبکه (لایه 3) متصل می شود. خدمات ارائه شده توسط لایه پیوند داده را می توان به سه دسته تقسیم نمود:

سرویس های بدون اتصال و بدون تاییدیه

چنانچه فریم‌ها با استفاده از این روش “Connectionless without confirmation” ارسال شوند، گیرنده هیچ تاییدیه‌ای ارائه نمی کند، حتی اگر فریم‌ها بر اساس درخواست دریافت شده باشند. چنانچه بسته های داده آسیب ببینند یا مفقود شوند، هیچ بازیابی وجود ندارد. بنابراین، این نوع انتقال فقط برای ارتباطات فوق العاده ایمن مناسب است. از این روش می توان در مواقعی که به انتقال فوری اطلاعات نیاز است استفاده نمود.

سرویس های بدون اتصال و با تاییدیه

در بیشتر موارد، این نوع انتقال “Connectionless with confirmation” ترجیح داده می شود از آنجایی که هر انتقال در این روش تایید شده است. چنانچه انتقال به گیرنده مشخص شده خود نرسد یا برخی از قسمت های آن مفقود شود، هیچ تاییدی وجود نخواهد داشت و درنتیجه انتقال داده بایستی دوباره شروع شود. در این روش تضمین می شود که همه فریم ها به گیرنده می رسند.

سرویس های اتصال گرا

امن ترین روش استفاده از خدمات اتصال گرا “Connection-oriented” است. این به هر بسته داده یک شماره خاص می دهد که در انتهای فرستنده و گیرنده ثبت می شود. سپس اینها قبل از هر انتقال متصل می شوند. بنابراین هر دو طرف می توانند اطمینان حاصل کنند که هر بسته فقط یک بار منتقل می شود و بدون خطا به مقصد می رسد.

پروتکل های لایه پیوند داده

پروتکل های لایه data link بی شماری وجود دارد که از جمله آنها می توان به موارد زیر اشاره نمود:

1. 1-Wire
2. ARCnet
3. ARP
4. ATM
5. Ethernet
6. HDLC
7. LLC/MAC
8. MIL-STD-1553
9. PPP
10. SpaceWire
11. Token ring
12. UNI/O
13. V.120
14. X.75

کابل های فیبر نوری

 
کابل های شبکه مسی

 
تجهیزات فیبر نوری