Datalänkskikt

Datalänkskiktet i OSI-modellen (Lager 2), som visas i bilden nedan, förbereder nätverksdata för det fysiska nätverket. Datalänkskiktet ansvarar för kommunikationen mellan nätverkskort (NIC) och nätverkskort. Datalänkskiktet ansvarar följande:

  • Det möjliggör åtkomst åt nätverksmedia för de övre skikt. Protokollet i de övre skikt är helt omedvetna om vilken typ av nätverksmedia som används för att vidarebefordra data.
  • Accepterar data, vanligtvis paket från Nätverksskiktet och kapslar in dem i L2-ramar. Därefter skickar ramarna till det fysiska skiktet
  • Styr hur data placeras och tas emot på nätverksmedia.
  • Utbyter ramar mellan nätverksenheter över nätverksmedia.
  • Tar emot inkapslade data, vanligtvis L3-paket, och dirigerar dem till rätt övre skiktsprotokoll.
  • Utför feldetektering och avvisar alla korrupta ramar
Bild 1: Övre och nedre skikt

I ett nätverk är en nod en enhet som kan ta emot, skapa, lagra eller vidarebefordra data längs en kommunikationsväg. En nod kan vara antingen en slutenhet som en bärbar dator eller mobiltelefon, eller en mellanliggande nätverkshanterare som en Ethernet-switch.

Utan datalänkskiktet skulle nätverksprotokoll som IP behöva genomföra anpassningar vid anslutningar till alla typer av media som skulle kunna existera längs en leveransväg. Dessutom, varje gång en ny nätverksteknik eller nya nätverksmedia används skulle IP behöva anpassa sig. Därför inkapslas sådana protokoll i Datalänkskikts-ramar.

Datalänk-skiktet uppdelat i två underskikt

För att stödja en mängd olika nätverksfunktioner delas datalänk-skiktet i två underskikt, Logical Link Control (LLC) och Media Access Control (MAC). Genom att separera datalänk-skiktet i två underskikt kan protokoll i övre skikten identifieras och kapslas in i ramar. Därefter kan varje ram formateras och anpassas till de fysiska transmissionsmedia.

dl-7
Bild 2: Datalänk under skikt LLC och MAC

Från bilden ovan framgår följande:

  • LLC (IEEE 802.2) möjliggör kommunikationen mellan mjukvaruprocesser i överskikten och hårdvara i nedre skikten. LLC placerar information som identifierar det aktuella nätverksprotokoll exempelvis IP.
  • MAC ansvarar för datainkapsling och åtkomstkontroll för nätverksmedia. MAC avgränsar och adresserar ramar för överföring genom specifika transmissionsmedia. Datainkapslingen använder sig av ramavgränsning teknik (frame delimiting) för att identifiera ramar och synkronisera kommunikationen mellan avsändare och mottagare. MAC underskiktet tillhandahåller också adressering (avsändare och mottagare MAC-adresser). Slutligen inkluderar en kontrollsumma i ramens trailer för att detektera fel i transmissioner.

En nätverkshanterare/router har oftast olika typer av nätverkskort exempelvis Ethernet för LAN uppkopplingar och seriella interface för WAN uppkopplingar. Dessa nätverkskort hanterar ramarna enligt transmissionsmedierna som är olika till LAN och WAN. Datalänk-skiktets protokoll och tjänster reglerar hur routrar ska hantera ramarna. Ett LAN-paket skiljer sig ett WAN-paket.

dl-3
Bild 4: LAN och WAN ramar

Att det kan finnas olika datalänkar mellan avsändare och mottagare kräver en anpassning av ramarna, exempelvis om den ena datalänk använder koppar och den andra fiber.

Bilden nedan illustrerar ett exempel på utbyte av ramar (frames) mellan nätverksenheter över olika transmissionsmedier. Transmissionsmedier kan vara kopparkablar, fiberkablar, men även atmosfären. Under en och samma paketöverföring kan inkluderas flera olika transmissionsmedier i de mellanliggande nätverk.

Bild 3: Transmissionsmedier

Följande kan observeras:

  • Den stationär datorn och routern sammankopplas via Ethernet transmissionsmedia (kablar).
  • Den stationära datorn sänder Ethernet ramar adresserade till den bärbara datorn.
  • Routern sänder ramar ut till satellitmottagare via fiberlänk.
  • Routern tar emot ramarna, kapslar av, bearbetar och slutligen kapslar router om till nya ramar anpassade till fiber.
  • Satellitstationen tar emot ramarna och konverterar dem till satellitbaserad kommunikation och vidarebefordrar ramarna till en annan router.
  • Routern tar emot ramarna och anpassar dem för leverans. Ramarna konverteras om till Ethernet trådlös datalänk.
  • Den bärbara datorn tar emot ramarna.

Standarder i Datalänkskiktet

Flera standardiseringsorganisationer definierar standarder och protokoll för datalänk-skiktet. Bilden nedan inkluderar i första kolumnen några standardiseringsorganisationer. Den andra kolumnen anger protokoll som utvecklas och administreras av dessa organisationer.

  • International Organization for Standardization (ISO)
  • Institutet of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
  • American National Standards Institute (ANSI)
  • International Telecommunication Union (ITU)
dl-8
Bild 5: Datalänk-skikt protokoll

Institutet of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) utvecklar flera nätverksstandarder grupperade under ett projekt med namn 802. I detta projekt hanteras bland annat LLC funktioner (802.2), Ethernet (802.3) och trådlösa nätverk eller WLAN (802.11)