Datalänk-ram (frame)

I detta avsnitt tas upp i detalj vad som händer med datalänksramen när den rör sig genom ett nätverk. Först definitionen av datalänkram (frame). Ramar är egentligen grupper av bitar som representerar styrinformationen på hur det inkapslat paket ska hanteras. Att gruppera databitar i en viss ordning kallas på engelska ”Framing”. Styrinformationen som läggs till en ram bestäms av det protokoll som används.

Protokoll i Datalänkskiktet ansvarar för NIC-till-NIC-kommunikation inom samma nätverk. Även om det finns många olika protokoll som använder specifik styrinformation har ramar tre grundläggande delar: Header – Data – Trailer. Se bilden nedan:

Bild 1: Logisk representation av en ram (frame)

Typiska fält i en rams header inkluderar:

  • Frame start och Frame Stop – Anger början och slutet av en ram
  • Addressing – Anger adresser för kommunicerande noder (source och destination)
  • Type – Anger det övre skiktens tjänsten som finns inkapslad i ramen
  • Control – Anger diverse kontroller
    • Logical Connection – Används för att upprätta en logisk koppling mellan noder
    • Physical link – Används för att upprätta medielänk
    • Flow control – Används för att starta och stoppa trafiken över medierna
    • Congestion control – Indikerar överbelastning i media
    • Prioritet/Quality of Service – Anger en viss typ av kommunikationstjänst för bearbetning
  • Error Detection – Identifierar felaktiga ramar. Vid sändning av ramar räknas ut en kontrollsumma som lagras i ramens trailer. Vid mottagande kontrolleras om kontrollsumman har ändrats. Om värdet har ändrats tas inte ramen emot.

Det finns ingen ramstruktur som uppfyller behoven för all datatransport över alla typer av transmissionsmedia. Beroende på miljön varierar mängden kontrollinformation som behövs i ramen för att matcha åtkomstkontrollkraven för transmissionsmedia och logisk topologi. I en ömtålig miljö behövs fler kontroller för att säkerställa dataöverföringen.

Bild 2: WLAN-ramar behöver större kontrollinformation än Ethernet-ramar

L2-adresser

Nätverksenheternas adresser i Datalänkskiktet kallas fysiska adresser. Dessa adresser inkapslas i ramarnas header för att identifiera avsändare och mottagare. De fysiska adresser (L2-adresser eller MAC-adresser) identifierar enskilda nätverksenheter oavsett placering i nätverket.

Bild 3: Adresseringssystem

Bilden ovan illustrerar hur L2 och L3 adresser används vid dataöverföringar. Eftersom IP-paket reser inkapslat i ramar från avsändardatorn till en router och därefter till en annan och en annan router ändras de fysiska adresser gång på gånr, men avsändarens och destinationens L3-adresserna behålls intakta.

LAN och WAN ramar (frames)

Datalänk-protokoll associeras med en viss nätverkstopologi. Ett LAN använder vanligtvis en hög bandbreddsteknik som kan stödja ett stort antal nätverksenheter. Ett LAN betraktas vara relativt begränsat geografisk område (en enda byggnad eller en universitetsbyggnad) och att ett LAN har många nätverksenheter. Det gör att ett LAN är en kostnadseffektiv nätverksteknik.

Samma nätverksteknik är inte lämpligt för WAN-nätverk som täcker stora geografiska områden (t.ex. städer eller flera städer) och mindre antal nätverksenheter. Det gör att WAN-nätverksteknik behöver vanligtvis lägre bandbreddskapacitet. Skillnaden i bandbredd resulterar normalt i användningen av olika protokoll för LAN och WAN.

Data länk lagringsprotokoll inkluderar:

  • Ethernet
  • 802.11 Wireless
  • Point-to-Point Protocol (PPP)
  • HDLC
  • Frame Relay
Bild 4: L2-protokoll