目次
1. リンク層の用語
①ノード：ホストとルーター
② リンク: 通信経路に沿って隣接するノードを接続する通信チャネル
- 有線リンク
- 無線リンク
③データフレーム（フレーム）：カプセル化されたデータグラムである第2層のグループを指します。
- MTU 最大伝送単位: フレームがカプセル化できるデータの最大量を指します。
データリンク層の役割は、あるノードから物理リンクによってそのノードに直接接続されている別のノードにデータグラムを送信することです。
- データグラムは、異なるリンク上で、異なるリンク層プロトコルを通じて送信できます。
- 各リンク層プロトコルは異なるサービスを提供します
リンク層により、同じサブネット内の異なるホスト間の通信が可能になるため、ルーティングは必要ありません。
2 番目に、リンク層のアナロジー
学校からローザンヌまでの旅:
- 車: 中国電子科学技術大学 - 双流空港
- 飛行機: 双流空港 - ジュネーブ
- 電車: ジュネーブ - ローザンヌ
観光客はデータグラムのようなもの、各交通セグメントはリンクのようなもの、各交通モードはリンク層プロトコルのようなもの、旅行代理店はルーティング プロトコルのようなものです。
3. リンク層が提供するサービス
①フレームへのカプセル化、リンクアクセス
- データグラムをデータ フレームにカプセル化し、ヘッダーと末尾の情報を追加します。
- 共有リンクの場合は、そのリンクにアクセスします
- データ フレーム ヘッダーでは、送信元と宛先の MAC アドレスを識別するために MAC アドレスが使用されます。
IPアドレスとは異なります
②隣接ノード間のデータフレームの確実な伝送
第 3 章では、トランスポート層で信頼性の高いデータ送信を実現する方法を学びました。
- ビットエラー率が非常に低いリンク (光ファイバー、ツイストペア) ではほとんど使用されません。
- ワイヤレスリンク: 高いビットエラー率
質問: リンク層とエンドツーエンドの両方で信頼性の高いトランスポートを実装するのはなぜですか?
③ フロー制御:送信ノードが直接接続されている受信ノードにデータ フレームを送信する頻度を制御するために使用されます。
④ エラーチェック
- 信号の減衰やノイズによってエラーが発生する可能性があります
- 受信側はエラーがあるかどうかを検出し、データ フレームを再送信するか破棄するように送信側に通知します。
⑤ 誤り訂正：受信機は再送を要求せずにビット誤りを識別し訂正します。
⑥ 半二重と全二重:半二重モードでは、リンクの両方のノードがデータを送信できますが、同時には送信できません。
4 番目に、リンク層実装の場所
- ホストとネットワークデバイス（ルーター）に実装
- ホストでは、リンク層の大部分がネットワーク アダプターに実装されます。
- ネットワークアダプターはリンク層と物理層の機能を実装します。
- ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアの組み合わせ
ハードウェアで実現されるエラー検出は、前述したようにソフトウェアで実現されます。
1.ネットワークアダプター
ほとんどの場合、リンク層はネットワーク アダプターと呼ばれるチップ上に実装されます。ネットワーク インターフェイス コントローラー (NIC) とも呼ばれ、ネットワーク カードとも呼ばれます。
ネットワーク アダプターは、フレーミング、リンク アクセス、エラー検出などを含む多くのリンク層サービスを実装します。
2.ネットワークアダプターの作業プロセス
送信者:
- データグラムをデータフレームにカプセル化します。
- エラー検出ビット、信頼性の高いデータ送信、フロー制御、その他のメカニズムを追加します。
受信機:
- エラーチェック、信頼性の高いデータ送信、フロー制御などのメカニズムを実装します。
- データグラムを抽出して上位層に送信する
リンク層がエラー検出を実行する場合、送信コントローラはフレームのヘッダーにエラー検出ビットを設定する必要があり、受信コントローラはエラー検出を実行します。