För att transportera data över ett stort nätverk, t.ex. ett WAN, kan data skickas via många olika anslutningar. Dessa anslutningar kallas länkar eftersom de ”kopplar” samman enheterna. Varje typ av länk har en annan ramstruktur och använder olika adresser och protokoll.
Processen att kapsla in data, transportera den över en länk och avkapsla i slutet av länken upprepas gång på gång när data gör sin resa.
Analogin med ”särskilda kuvert”
Föreställ dig en värld där vi skickar brev genom att placera dem i olika typer av kuvert för olika transportsystem (dvs. typer av länkar); de adresser som vi skriver på kuverten gör att kuvertet bara kan ta sig över en viss sträcka av transportsystemet.
-
Transportsystemet mellan hus och postkontor använder vita kuvert. Det enda som kan skrivas på vita kuvert är ett husnummer, en gata och namnet på ett lokalt postkontor.
-
Transportsystemet mellan postkontor använder röda kuvert. Det enda som kan skrivas på röda kuvert är namnen på postkontoren.
- Sändaren skriver ett brev med den fullständiga adressen till den person som han eller hon vill skicka det till.
- Det läggs sedan i ett vitt kuvert som bara är adresserat till det lokala postkontoret.
- Postkontoret öppnar kuvertet för att titta på den fullständiga adressen högst upp på brevet för att se vart det är på väg. Brevet läggs sedan tillbaka i ett nytt rött kuvert adresserat till nästa postkontor.
- Detta kan upprepas genom flera postkontor.
- När brevet kommer till ett postkontor som känner igen den fullständiga adressen som lokal, lägger det brevet i ett vitt kuvert adresserat till destinationens hus och gata.
I varje skede är kuvertet i rätt förpackning för den delen av resan och har bara de lokala adresserna för att ta sig över den delen eller länken.
Bemärk att till skillnad från vad det ser ut att vara här får postkontoren inte läsa innehållet i vårt brev – mer om detta senare i kursen.
Datalänkskiktet
Hur kopplas detta till nätverk i den verkliga världen? Hur transporterar vi data över en länk?
- Den data som ska transporteras kommer från avsändarens nätverkslager. Detta är den del av en enhets nätverksoperativsystem som hanterar extern kommunikation – du kommer att lära dig mer om det nästa vecka.
- Data måste kapslas in i en ram, omvandlas till lämplig elektrisk, trådlös eller optisk signal för typen av överföringsmedium och slutligen överföras via mediet.
- När data tas emot är denna process omvänd: signalen avkodas och data avkapslas från ramen och skickas vidare till mottagarens nätverkslager.
Vi hänvisar till uppsättningen processer ovan som en del av datalänkskiktet. Detta är en kombination av programvara och maskinvara som är inbyggd i nätverksgränssnittskortet (NIC) eller nätverksadaptern. En modern dator har vanligtvis tre separata datalänkskikt för Ethernet, trådlöst och Bluetooth, och växlar in det lämpliga lagret vid behov.
I den del av en enhets operativsystem som behandlar nätverk sitter datalänkskiktet mellan nätverksskiktet och de fysiska kontakterna som ansluter enheten till överföringsmediet.
Datalänkskiktet i aktion
Du kanske föreställer dig att datalänkskiktet på en enhet kommunicerar direkt med datalänkskiktet på en annan enhet. Anslutningen sker dock via det fysiska mediet.
- Nätverkslagret i en enhet vill skicka vissa data till nätverkslagret i en annan enhet, över någon typ av anslutning.
- På den sändande enheten skickar nätverkslagret vidare data till lämpligt datalänklager. Detta lager kapslar in data för att skapa en ram och vidarebefordrar ramen till mediet.
-
Den sista delen av datalänkskiktet omvandlar bitarna i ramarna till elektriska, trådlösa eller optiska signaler som skickas längs länkmediet.
-
När ramen tas emot avkapslar den mottagande enhetens datalänkskikt data från ramen och skickar den vidare till mottagarens nätverksskikt.
Vi säger att datalänkskiktet tillhandahåller en tjänst till nätverksskiktet genom att transportera dess data i ramar över länken.
TCP/IP-modellen
Vi kan nu börja bygga upp vår skiktade modell från grunden. 
Du kan se att datalänkskiktet bara är det första, eller nedersta, skiktet i en skiktmodell som kallas TCP/IP-modellen. TCP står för Transmission Control Protocol och IP för Internet Protocol. De är båda grundläggande telekommunikationsprotokoll
TCP/IP-modellen gör det möjligt att utveckla och integrera ny länkteknik i våra nät utan att behöva skrota allt och börja om från början. Allt vi behöver göra är att använda uppdaterade NIC:er i våra enheter. (Eftersom NIC:er ofta är inbyggda slutar det med att vi ändå byter ut enheterna.)
Tack vare denna modell behövde vi inte stänga ner internet och bygga upp ett nytt när nya trådlösa standarder eller 3G/4G kom ut.
Frågor
- I den skiktade TCP/IP-modellen, vad händer när det mottagande datalänkskiktet kontrollerar Frame Check Sequence (FCS) och inser att ett fel har uppstått?
- Datalänkskiktet för Ethernet använder MAC-adresser när det konstruerar en ram. Behöver vi adresser i alla typer av ramar?