Linková vrstva

Linková vrstva (správný český terminus technicus Spojová vrstva) je 2. vrstva modelu vrstvové síťové architektury (OSI). V originále se nazývá data link layer. Poskytuje spojení mezi dvěma nebo více systémy zapojenými na téže lince (switch ⇔ PC). Tato linka může být dvoubodová (sériová linka) nebo mnohobodová (Ethernet). Seřazuje přenášené rámce, stará se o nastavení parametrů přenosu linky, detekuje neopravitelné chyby. Formátuje fyzické rámce, opatřuje je fyzickou adresou (MAC adresou). O přenos fyzických rámců na konkrétní médium se stará LLC (Logical Link Control).

Na této vrstvě pracují mosty (bridge) a přepínače (switch).

Linkové vrstvy se také týká:

• Lineární uspořádání Point-to-point, multipoint nebo point-to-multipoint
• Topologie fyzické sítě, například síť zapojená jako kruh, sběrnice, hvězda nebo obecný graf
• Simplexní spojení, poloviční duplex nebo plný duplex
• Autonegotiation

Media Access Control podvrstva

MAC zajišťuje:

• fyzické adresování,
• řízení přístupu k médiu
• a je hardwarově závislá

Metody přístupu k médiu:

• deterministické – lze určit maximální časový interval, ve kterém se pracovní stanice dostane k médiu
  • Token passing (předávání peška) – může se ztratit pešek nebo se chybně objeví další, proto je zde Monitor, který předávání sleduje a řídí. Monitor je zvolen dohodou stanic (např. vypne-li se aktivní). Implementace je složitá (software).
  • Polling (řízený přístup) – řídící počítač určuje, která stanice bude vysílat. Musí být spolehlivý řídící počítač.
• stochastické (contention = soupeření) – nelze zaručit časový interval, takže stanice musí čekat
  • CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) – stanice, která chce vyslat datový rámec, naslouchá na síti a když žádná stanice nevysílá, začne vysílat. Zahájí-li vysílání v témže okamžiku i jiná stanice, dojde ke kolizi. Při detekci kolize stanice vyšle kolizní signál (JAM PATTERN). Ostatní stanice po obdržení kolizního signálu obdržený rámec stornují. Vysílající stanice se odmlčí na náhodnou dobu (aby nedošlo k další kolizi). Aby kolizi zaznamanala všechna zařízení na lince, je stanovena minimální délka rámce. Pro klasický Ethernet je minimální délka rámce 64 oktetů (k tomu je potřeba započítat 7 oktetů preambule a 1 synchronizační oktet). Protože rychlost šíření signálu je konečná, požadavek, aby kolizi zaznamenala všechna zařízení na lince, omezuje fyzické rozměry linky (tzv. kolizní doména; příkladem je část sítě typu Ethernet, ve které se používají pouze repeatery). Tyto kolize jsou normální funkční záležitostí této přístupové metody. Při velkém počtu stanic jejich četnost stoupá, takže průchodnost linky se zmenšuje. Pokud dojde ke kolizi později než po minimální délce rámce, jedná se o tak zvanou pozdní kolizi (late collision), která buď znamená, že velikost kolizní domény překračuje povolenou mez, nebo že některé zařízení nedodržuje linkovou disciplínu, nebo je to příznakem elektrického problému v síti (například odraz vlivem chybějícího terminátoru). Častější pozdní kolize obvykle zcela znemožní síťový provoz.
  • CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Aceess/Collision Avoidance) – když je volno, oznámí vysílání, nedojde ke kolizi dat, ale ke kolizi vysílací sekvence. Pomalá metoda.
  • Fast Ethernet – rychlejší verze Ethernetu (není vhodná pro výrobní linky).

Logical Link Control podvrstva

LLC zajišťuje:

• multiplexaci protokolů vysílaných na MAC vrstvu (vysílání) a demultiplexaci (příjem)
• realizuje řízení toku a zabezpečení proti chybám
• a není hardwarově závislá

Řízení toku

Pomocí tzv. ARQ (Automatic Repeat-reQuest) metodami:

• Jednotlivé potvrzování (Stop&Wait)
• Kontinuální potvrzování s návratem (Go-Back-N)
• Kontinuální potvrzování se selektivním opakováním (Selective Repeat)

více na následujících stránkách http://www.earchiv.cz/a92/a219c110.php3

Detekce a korekce chyb

Realizace např. pomocí:

• kontrolní součet (CRC)
• Hammingovy kódy
• parita (jednoduchá lichá/sudá, křížová, ...)

Protokoly

• SDLC – Synchronous Data Link Control
• HDLC – High-Level Data Link Control
• LAPB – Link Access Procedure Balanced
• MTP-2 – Message Transfer Part 2
• Ethernet
• ODI – Open Data-Link Interface
• NDIS – Network Driver Interface Specification
• SANA II

Zařízení

• NIC – síťová karta
• Mosty (bridge)
• Přepínače (switch)