Datalänkskikt

Som bekant är OSI modellen indelad i sju skikt. Dessa skikten kan delas upp i övre och lägre skikt. Övre skikt från Datalänk skiktet uppåt och nedre skikt nedåt.

Bild 1: Övre och nedre skikt

Datalänk-skiktet utför två grundläggande tjänster:

  • Tillåter de övre skikten att komma åt transmissionsmedia via inramning eller “Framing” på engelska.
  • Styr hur datasignaler placeras på transmissionsmedia med hjälp av Media Access Control och feldetektering.

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 definierar mjukvaruprocesser som tillhandahåller tjänster för protokoll i nätverksskiktet. LLC placerar data i ramar i enlighet med specifikt nätverksprotokoll exempelvis IP.
  • MAC definierar åtkomstprocesser som utförs av hårdvaran. MAC avgränsar och adresserar ramar för överföring genom specifika transmissionsmedia.

Logical Link Control (LLC)

LLC underskiktet kommunicerar med protokoll i nätverksskiktet och placerar information i ramarnas styrinformation så att nätverksprotokoll kan identifieras och kapslas in. Protokollidentifieringen styr anpassningar i ramarna så att de kan överföras via specifika transmissionsmedia.

Media Access Control – MAC

Datalänk skiktet ansvarar för inkapsling av datapaket till ramar och att ramarna placeras på transmissionsmedier. Tekniken som används för att få ramen till och från transmissionsmedier kallas Media Access Control – MAC. Ramar passerar genom olika fysiska nätverk som använder olika transmissionsmedier. Dessa mellanliggande nätverk definieras som datalänkar därmed namnet Datalänk-skikt. 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.

Utan datalänk-skiktet måste protokoll i nätverksskiktet ansvara hantering av olika typer av datalänkar därmed olika transmissionsmedier som kan existera mellan avsändare och mottagare. Ett sådant ansvar skulle hindra innovation och utveckling av protokoll och transmissionsmedier. Detta är en viktig orsak till att använda kommunikationsmodeller som placerar olika nätverksfunktioner i olika skikt.

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. Studera en stund bilden nedan:

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.

Åtkomst till transmissionsmediet

Protokoll i Datalänk-skiktet hanterar paketinkapsling i ramar. Dessa protokoll hanterar också de metoder som möjliggör åtkomst till transmissionsmedia så att inkapslade paket kan anpassas för överföringar genom olika transmissionsmedier. Metoder som används för att ramar kan komma åt eller hämtas från transmissionsmedier kallas  ”Media Access Control”. Varje datalänk ett paket passerar genom kan ha olika tekniska egenskaper därmed olika metoder för åtkomst till transmissionsmediet kan behövas. Ett paket inkapslat i en ram enligt ett LAN skiljer sig från ett inkapslat paket för ett WAN datalänk.

dl-3
Bild 4: LAN och WAN ramar

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 ramarna ska hanteras av dessa routrar.

Standarder

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)

I listan ovan inkluderas inte organisationen Internet Engineering Task Force. IETF utvecklar, dokumenterar och administrerar funktioner och tjänster för alla protokoll i TCP/IP protokollstack. Men IETF definierar inte specifika funktioner och tjänster för skiktet Network Access i TCP/IP modellen. Protokoll och tjänsters funktionalitet regleras istället av standardiseringsorganisationer (IEEE, ANSI, ITU) och telekommunikationsföretag.