Pentru a transporta date într-o rețea mare, cum ar fi o rețea WAN, datele pot călători prin mai multe conexiuni diferite. Aceste conexiuni se numesc legături deoarece ele „leagă” dispozitivele între ele. Fiecare tip de legătură are o structură de cadre diferită și utilizează adrese și protocoale diferite.
Procesul de încapsulare a datelor, de transport pe o legătură și de decapsulare la capătul legăturii, se repetă de nenumărate ori pe măsură ce datele își fac călătoria.
Analogia „plicului special”
Imaginați-vă o lume în care trimitem scrisori plasându-le în diferite tipuri de plicuri pentru diferite sisteme de transport (adică tipuri de legături); adresele pe care le scriem pe plicuri fac ca plicul să traverseze doar o anumită secțiune a sistemului de transport.
-
Sistemul de transport între case și oficiile poștale folosește plicuri albe. Singurele lucruri care pot fi scrise pe plicurile albe sunt un număr de casă, o stradă și numele unui oficiu poștal local.
-
Sistemul de transport între oficiile poștale folosește plicuri roșii. Singurele lucruri care pot fi scrise pe plicurile roșii sunt numele oficiilor poștale.
- Expeditorul scrie o scrisoare cu adresa completă a persoanei căreia vrea să i-o trimită.
- Apoi o pune într-un plic alb, adresat doar oficiului poștal local.
- Oficiul poștal deschide plicul pentru a se uita la adresa completă din partea de sus a scrisorii pentru a vedea unde merge. Apoi pune scrisoarea înapoi într-un nou plic roșu adresat următorului oficiu poștal.
- Acest lucru se poate repeta prin mai multe oficii poștale.
- Când scrisoarea ajunge la un oficiu poștal care recunoaște adresa completă ca fiind locală, acesta pune scrisoarea într-un plic alb adresat casei de destinație și străzii.
În fiecare etapă, plicul este în ambalajul corect pentru acea secțiune a călătoriei și are doar adresele locale pentru a trece prin acea secțiune sau legătură.
Rețineți că, spre deosebire de ceea ce pare a fi aici, oficiile poștale nu ajung să citească conținutul scrisorii noastre – mai multe despre acest lucru mai târziu în curs.
Stratul de legătură de date
Cum se conectează acest lucru la rețelele din lumea reală? Cum transportăm datele pe o legătură?
- Datele care trebuie transportate provin din stratul de rețea al expeditorului. Aceasta este partea din sistemul de operare de rețea al unui dispozitiv care se ocupă de comunicațiile externe – veți învăța mai multe despre aceasta săptămâna viitoare.
- Datele trebuie să fie încapsulate într-un cadru, convertite în semnalul electric, wireless sau optic adecvat pentru tipul de suport de transmisie și, în cele din urmă, transmise prin intermediul suportului.
- Când datele sunt recepționate, acest proces este inversat: semnalul este decodificat, iar datele sunt decapsulate din cadru și transmise către stratul de rețea al receptorului.
Ne referim la setul de procese de mai sus ca făcând parte din stratul de legătură de date. Acesta este o combinație de software și hardware încorporată în placa de interfață de rețea (NIC) sau în adaptorul de rețea. Un computer modern are, de obicei, trei straturi de legătură de date separate pentru Ethernet, wireless și Bluetooth și comută în stratul corespunzător în funcție de necesități.
În partea din sistemul de operare al unui dispozitiv care se ocupă de rețea, stratul de legătură de date se află între stratul de rețea și conectorii fizici care conectează dispozitivul la mediul de transmisie.
Stratul de legătură de date în acțiune
Poate că vă imaginați că stratul de legătură de date de pe un dispozitiv comunică direct cu stratul de legătură de date de pe un alt dispozitiv. Cu toate acestea, conexiunea se realizează prin intermediul mediului fizic.
- Capa de rețea dintr-un dispozitiv dorește să trimită anumite date către capa de rețea dintr-un alt dispozitiv, prin intermediul unui anumit tip de conexiune.
- Pe dispozitivul expeditor, capa de rețea transmite datele către capa de legătură de date corespunzătoare. Acest strat încapsulează datele pentru a crea un cadru și transmite cadrul către suportul de legătură.
-
Partea finală a stratului de legătură de date convertește biții cadrelor în semnale electrice, fără fir sau optice care sunt trimise de-a lungul suportului de legătură.
-
Când cadrul este recepționat, stratul de legătură de date al dispozitivului de recepție decapsulează datele din cadru și le transmite către stratul de rețea al receptorului.
Dispunem că stratul de legătură de date furnizează un serviciu stratului de rețea prin transportul datelor sale în cadre prin legătură.
Modelul TCP/IP
Potăm acum să începem să construim modelul nostru stratificat de jos în sus.
Puteți vedea că stratul de legătură de date este doar primul strat, sau stratul de jos, al unui model stratificat numit modelul TCP/IP. TCP înseamnă Transmission Control Protocol (protocol de control al transmisiei), iar IP înseamnă Internet Protocol (protocol de internet). Ambele sunt protocoale de telecomunicații fundamentale
Modelul TCP/IP permite dezvoltarea de noi tehnologii de legătură și integrarea lor în rețelele noastre fără a fi nevoie să renunțăm la tot și să o luăm de la capăt. Tot ce ar trebui să facem este să folosim NIC-uri actualizate în dispozitivele noastre. (Deoarece NIC-urile sunt adesea încorporate, ajungem oricum să schimbăm dispozitivele.)
Grație acestui model, nu a trebuit să închidem internetul și să construim unul nou atunci când au apărut noi standarde wireless sau 3G/4G.
Întrebări
- În modelul TCP/IP stratificat, ce se întâmplă atunci când stratul de legătură de date receptor verifică secvența de verificare a cadrului (FCS) și își dă seama că a apărut o eroare?
- Stratul de legătură de date pentru Ethernet utilizează adrese MAC atunci când construiește un cadru. Avem nevoie de adrese în toate tipurile de cadre?