• Канальный уровень — второй снизу уровень в модели сетевой архитектуры OSI (взаимодействие открытых систем). Он отвечает за передачу данных между узлами.
  • Канальный уровень состоит из двух подуровней: управления логическим каналом и управления доступом к среде.
  • У канального уровня шесть основных функций: формирование кадров, адресация, контроль ошибок, управление потоком и управление доступом.

Канальный уровень, или уровень 2, — второй уровень семиуровневоймодели OSI компьютерных сетей. Этот уровень является протокольным уровнем, который передаёт данные между соседними узлами сети в глобальной сети (WAN) или между узлами в одном сегменте локальной сети (LAN). Канальный уровень предоставляет функциональные и процедурные средства для передачи данных между сетевыми субъектами и может обеспечивать обнаружение, а в некоторых случаях и исправление ошибок, которые могут возникать на физическом уровне.

Что такое канальный уровень?

Канальный уровень — второй уровень в многоуровневой модели OSI. Благодаря своим сложным функциям и задачам этот уровень относится к числу самых сложных. Для вышестоящего уровня канальный уровень выступает в роли среды передачи данных, скрывая особенности нижележащего оборудования.

Канальный уровень отвечает за локальную доставку кадров между устройствами в одной локальной сети. Такие протокольные блоки данных называются кадрами канального уровня и не покидают пределы локальной сети. Протоколы канального уровня могут сосредоточиться на локальной доставке, адресации и арбитраже доступа к среде, поскольку межсетевая маршрутизация и глобальная адресация относятся к функциям более высоких уровней. В этом смысле канальный уровень напоминает местного регулировщика: он пытается урегулировать споры между сторонами, претендующими на доступ к среде, независимо от конечного пункта назначения этих сторон.

Коллизии кадров возникают, когда несколько устройств пытаются одновременно использовать одну и ту же среду. Обнаружение устройств, восстановление, а также возможные механизмы смягчения или предотвращения последствий — всё это описывается в протоколах канального уровня.

Канальный уровень побитово преобразует поток данных в сигналы и отправляет их нижележащему оборудованию. Затем канальный уровень принимает электрические сигналы от оборудования, собирает их в распознаваемый формат кадра и передаёт данные вышестоящему уровню.

Канальный уровень состоит из двух подуровней: управления логическим каналом и управления доступом к среде. Первый занимается протоколами, управлением потоком и контролем ошибок, а второй — непосредственным управлением средой.

Ethernet — пример протокола канального уровня для локальных сетей (сетей с несколькими узлами), а ADCCP, HDLC и PPP — примеры соединений «точка — точка» (с двумя узлами). Самый нижний уровень описательной модели в стеке протоколов Интернета (TCP/IP), уровень канала, содержит функциональность канального уровня.

Читайте также:Что такое Perplexity AI?

5 функций канального уровня

1. Формирование кадров

На канальном уровне пакет, полученный от сетевого уровня, называется кадром. На стороне отправителя DLL делит пакеты сетевого уровня на более мелкие кадры, которые затем побитово отправляет на физический уровень. Кроме того, он добавляет несколько специальных битов в заголовок и в конец кадра (для контроля ошибок и адресации). На стороне получателя DLL собирает биты с физического уровня в кадр и передаёт их на сетевой уровень.

2. Адресация

Чтобы гарантировать доставку от узла к узлу, канальный уровень инкапсулирует MAC-адрес или физический адрес источника и получателя в заголовок каждого кадра. MAC-адрес устройства — это уникальный аппаратный адрес, присвоенный ему при производстве.

3. Контроль ошибок

Шум, затухание и другие факторы относятся к числу многочисленных причин повреждения данных. Поэтому канальный уровень отвечает за выявление ошибок в передаваемых данных и внесение необходимых исправлений с помощью методов обнаружения и исправления ошибок. Чтобы получатель мог проверить, корректны ли полученные данные, DLL добавляет в заголовок кадра биты обнаружения ошибок. Это повышает надёжность физического уровня за счёт механизмов выявления и повторной передачи потерянных или повреждённых кадров.

Читайте также:CtrlS утроит число своих дата-центров до 25 к FY25

4. Управление потоком

Переполнение буфера и возможная потеря кадров могут возникнуть, если скорость приёма у получателя ниже скорости отправки у отправителя. Поэтому DLL отвечает за управление потоком и синхронизацию скоростей отправителя и получателя.

5. Управление доступом

Когда несколько устройств используют общий канал связи, существует высокая вероятность коллизии, поэтому DLL должен определить, какое устройство управляет каналом. Для предотвращения коллизий и потери кадров в канале можно использовать CSMA/CD и CSMA/CA.

Канальный уровень — второй уровень многоуровневой модели OSI. Это один из самых сложных уровней, у него сложные функции и задачи. Канальный уровень скрывает детали нижележащего оборудования и представляет себя вышестоящему уровню как среду для обмена данными. Кроме того, у канального уровня есть ряд преимуществ, включая формирование кадров, адресацию, контроль ошибок, управление потоком и управление доступом.