Om gegevens over een groot netwerk, zoals een WAN, te transporteren, kunnen de gegevens over een groot aantal verschillende verbindingen worden getransporteerd. Deze verbindingen worden links genoemd omdat zij de apparaten met elkaar “verbinden”. Elk type verbinding heeft een andere framestructuur en maakt gebruik van andere adressen en protocollen.
Het proces van inkapselen van gegevens, het transport ervan over een verbinding en het decapsuleren aan het eind van de verbinding wordt steeds herhaald terwijl de gegevens hun reis maken.
De analogie van de “speciale enveloppe”
Stelt u zich een wereld voor waarin we brieven versturen door ze in verschillende soorten enveloppen te doen voor verschillende transportsystemen (d.w.z. soorten verbindingen); de adressen die we op de enveloppen schrijven, krijgen de enveloppe alleen over een bepaald deel van het transportsysteem.
-
Het transportsysteem tussen huizen en postkantoren maakt gebruik van witte enveloppen. Het enige wat op witte enveloppen kan worden geschreven is een huisnummer, een straat en de naam van een plaatselijk postkantoor.
-
Het transportsysteem tussen postkantoren maakt gebruik van rode enveloppen. Het enige wat op rode enveloppen kan worden geschreven, zijn de namen van postkantoren.
- De afzender schrijft een brief met het volledige adres van de persoon naar wie hij de brief wil sturen.
- Die stopt hij vervolgens in een witte envelop, alleen geadresseerd aan het plaatselijke postkantoor.
- Het postkantoor opent de envelop om het volledige adres bovenaan de brief te bekijken en te zien waar de brief heen gaat. Vervolgens stopt het de brief terug in een nieuwe rode enveloppe, geadresseerd aan het volgende postkantoor.
- Dit kan zich in verschillende postkantoren herhalen.
- Wanneer de brief bij een postkantoor aankomt dat het volledige adres als plaatselijk adres herkent, stopt het de brief in een witte enveloppe, geadresseerd aan het huis van bestemming en de straat.
In elk stadium zit de envelop in de juiste verpakking voor dat deel van de reis en heeft hij alleen de lokale adressen om hem over dat deel of die verbinding te krijgen.
Merk op dat de postkantoren, in tegenstelling tot hoe het er hier uitziet, de inhoud van onze brief niet te lezen krijgen – meer hierover later in de cursus.
De Data Link Layer
Hoe staat dit in verbinding met netwerken in de echte wereld? Hoe transporteren we gegevens over een link?
- De te transporteren gegevens komen van de netwerklaag van de afzender. Dit is het deel van het netwerkbesturingssysteem van een apparaat dat zich bezighoudt met externe communicatie – u leert er volgende week meer over.
- De gegevens moeten worden ingekapseld in een frame, worden omgezet in het juiste elektrische, draadloze of optische signaal voor het type transmissiemedia, en ten slotte worden verzonden via de media.
- Wanneer de gegevens worden ontvangen, wordt dit proces omgekeerd: het signaal wordt gedecodeerd, en de gegevens worden uit het frame gekapseld en doorgegeven aan de netwerklaag van de ontvanger.
Wij verwijzen naar de bovenstaande reeks processen als onderdeel van de datalink-laag. Dit is een combinatie van software en hardware die is ingebouwd in de netwerkinterfacekaart (NIC) of netwerkadapter. Een moderne computer heeft meestal drie afzonderlijke datalinklagen voor Ethernet, draadloos en Bluetooth, en schakelt indien nodig over naar de juiste laag.
In het deel van het besturingssysteem van een apparaat dat zich bezighoudt met netwerken, bevindt de datalinklaag zich tussen de netwerklaag en de fysieke connectoren die het apparaat verbinden met de overdrachtsmedia.
De datalinklaag in actie
U kunt zich misschien voorstellen dat de datalinklaag op een apparaat rechtstreeks communiceert met de datalinklaag op een ander apparaat. De verbinding verloopt echter via de fysieke media.
- De netwerklaag op het ene apparaat wil gegevens verzenden naar de netwerklaag op een ander apparaat, over een soort verbinding.
- Op het verzendende apparaat geeft de netwerklaag de gegevens door aan de juiste datalinklaag. Deze laag kapselt de gegevens in tot een frame en geeft het frame door aan de media.
-
Het laatste deel van de datalink-laag zet de bits van de frames om in de elektrische, draadloze of optische signalen die via het linkmedium worden verzonden.
-
Wanneer het frame is ontvangen, decapsuleert de datalinklaag van het ontvangende apparaat de gegevens uit het frame en geeft deze door aan de netwerklaag van de ontvanger.
We zeggen dat de datalink-laag een dienst verleent aan de netwerklaag door zijn gegevens in frames over de link te transporteren.
Het TCP/IP-model
We kunnen nu beginnen met het opbouwen van ons gelaagde model vanaf de basis.
U ziet dat de datalink-laag slechts de eerste, of onderste, laag is van een gelaagd model dat het TCP/IP-model wordt genoemd. TCP staat voor Transmission Control Protocol, en IP staat voor Internet Protocol. Dit zijn allebei fundamentele telecommunicatieprotocollen
Het TCP/IP-model maakt het mogelijk nieuwe verbindingstechnologieën te ontwikkelen en in onze netwerken te integreren zonder dat we alles hoeven af te breken en opnieuw hoeven te beginnen. Het enige wat we hoeven te doen is bijgewerkte NIC’s in onze apparaten te gebruiken. (Aangezien NIC’s vaak zijn ingebouwd, vervangen we de apparaten uiteindelijk toch.)
Dankzij dit model hoefden we het internet niet plat te leggen en een nieuw internet te bouwen toen nieuwe draadloze standaarden of 3G/4G uitkwamen.
Vragen
- In het gelaagde TCP/IP-model, wat gebeurt er wanneer de ontvangende datalink-laag de Frame Check Sequence (FCS) controleert en zich realiseert dat er een fout is opgetreden?
- De datalink-laag voor Ethernet gebruikt MAC-adressen bij het samenstellen van een frame. Hebben we adressen nodig in alle soorten frames?