データリンク層のデータブロックはよく何と呼ばれますか?

データリンク層のデータ ブロックは「フレーム」と呼ばれることが多く、フレームはデータリンク層の送信単位です。伝送中にエラーが発生した場合、エラーのある限られたデータのみを再送するため、データリンク層はビットストリームをイーサネットフレームに結合して単位として送信し、各フレームには送信するデータに加えてチェックコードも含めます。受信機が送信中のエラーを検出できるようにします。

このチュートリアルの動作環境: Windows 7 システム、Dell G3 コンピューター。

データリンク層のデータ ブロックは、多くの場合「フレーム」と呼ばれます。

データリンク層は、OSI 参照モデルの物理層とネットワーク層の間にある 2 番目の層です。データリンク層は、物理層が提供するサービスに基づいてネットワーク層にサービスを提供するものであり、物理層から隣接ノードの対象ネットワーク層へデータを確実に送信することが最も基本的なサービスです。

データ リンク層は、単一​​リンク上でデータがどのように送信されるかを定義します。これらのプロトコルは、対象となるさまざまなメディアに関連します。例: ATM、FDDI などデータリンク層には、主にデータをデータブロックに結合する方法を含む一連の対応する機能が必要です。このデータブロックはデータリンク層ではフレームと呼ばれ、フレームはデータリンクの送信単位ですLayer; 物理チャネル上のフレームの送信を制御する方法 (送信エラーの処理方法、受信機に合わせて送信レートを調整する方法など)、および 2 つのネットワーク間のデータ リンク パスの確立、維持、解放を提供する方法エンティティ管理。

• #データリンク層は主にフレーム符号化と誤り訂正制御の 2 つの機能を持ちます。フレーム エンコードとは、情報周波数、ビット同期、送信元アドレス、宛先アドレス、その他の制御情報を含むデータ パケットを定義することを意味します。

• データリンク層プロトコルは、論理リンク制御 (LLC) プロトコルとメディア アクセス制御 (MAC) プロトコルの 2 つのサブ層に分割されます。

#データリンク層の基本機能データリンク層の最も基本的な機能は、ユーザーに対するものです。透過的で信頼性の高いデータ転送の基本サービスが提供されます。透明性とは、この層で伝送されるデータの内容、形式、符号化に制限がなく、情報構造の意味を説明する必要がなく、確実に伝送することで、ユーザーは情報の損失や情報の混信、情報の混信などの心配をしなくなります。間違った順序。このような状況は物理層で発生する可能性があり、エラーを検出して訂正するにはデータリンク層でエラー訂正コードを使用する必要があります。データ リンク層は、元のビット ストリームを送信する物理層の機能を強化し、物理層によって提供されるエラーが発生しやすい物理接続を論理的にエラーのないデータ リンクに変換し、エラーがないように見せます。ネットワーク層へのライン。

フレーム同期

伝送中にエラーが発生した後、エラーのある限られたデータのみを再送するために、データリンク層はビットストリームをイーサネットフレームに結合します。ユニットのテレポーテーション。各フレームには、送信されるデータに加えて、受信機が送信中のエラーを検出できるようにチェック コードも含まれています。フレームの組織構造は、受信側が物理層で受信したビット ストリームから明確に識別できるように、つまり、ビット ストリームからフレームの始まりと終わりを区別できるように設計する必要があります。解決する必要がある質問。

(1) バイトカウント方式: これは、フレームの開始を示す特殊文字とフレーム内のバイト数を示す特殊フィールドを使用するフレーム同期方式です。受信機は、特殊文字を認識することでビット ストリームからフレームの開始を識別し、特殊フィールドからフレーム内で続くデータ バイト数を知ることで、フレームの終了位置を決定できます。バイト カウント指向の同期手順の典型的な代表例は、DEC のデジタル データ通信メッセージ プロトコル DDCMP (デジタル データ通信メッセージ プロトコル) です。

制御文字 SOH は、データ フレームの開始を示します。実際の送信では、SOH の前に 2 つ以上の同期キャラクタを使用してフレームの開始を決定しますが、このフレームの先頭が前のフレームの末尾の後に続く場合もあります。この場合、同期キャラクタを追加する必要はありません。 2 つのフレームの間。カウント フィールドは合計 14 ビットで、フレーム内のデータ セグメントのデータのバイト数を示すために使用されます。14 ビットの 2 進数の最大値は 16383 であるため、データの最大長は131064。 DDCMP プロトコルは、このバイト数に基づいてフレームの終了位置を決定します。 DDCMP フレーム フォーマットの ACK、SEG、ADDR、FLAG の 2 番目のビット CRC1 と CRC2 は、それぞれヘッダー部とデータ部をダブルチェックしますが、ヘッダー部を別々にチェックする理由は、ヘッダー部の CONUT フィールドを一度チェックするためです。は間違っています。つまり、フレーム境界分割の基礎が失われます。フレームの終了境界を決定する文字カウント方法は、データと他の情報との混同を引き起こさないため、何もしなくてもデータの透過性を実現できます（つまり、あらゆるデータを無制限に送信できます）。

(2) 文字埋めによる先頭と末尾の区切り方式: データ情報ビットが特定の文字と同じにならないように、フレームの先頭と末尾を特定の文字で区切る方式です。これらの文字がフレームの最初と最後の区切り文字と誤って判断されるため、そのようなデータ文字の前にエスケープ制御文字 (DLE) を埋めて違いを示すことで、データの透過性を実現できます。ただし、この方法は使用するのが面倒で、使用される特定の文字が使用される文字エンコード セットに依存しすぎるため、互換性が比較的低くなります。

(3) ビット充填を使用したヘッドとテールのマーキング方法: この方法では、特定のビット パターンのセットを使用してフレームの開始と終了をマークします。

(4) 不正な符号化方式: この方式は、物理層が特定のビット符号化方式を採用している場合に使用されます。たとえば、マンチェスター符号化と呼ばれる方法では、データ ビット「1」を「高-低」レベルのペアに符号化し、データ ビット「0」を「低-高」レベルのペアに符号化します。 「高-高」レベルのペアと「低-低」レベルのペアは、データ ビットとしては不正です。これらの不正なエンコード シーケンスは、フレームの開始と終了を区切るために使用される可能性があります。この方式は、ローカル エリア ネットワークの IEEE 802 標準で採用されています。この不正なエンコード方法は、データの透明性を実現するためのパディング技術を必要としませんが、冗長エンコードを使用する特別なエンコード環境にのみ適用されます。バイト カウント方式の COUNT フィールドは脆弱であり、文字充填方式の実装は複雑で互換性がないため、より一般的に使用されるフレーム同期方式はビット充填方式と不正なエンコード方式です。

エラー制御

実際の通信システムには、このようなエラーを発見 (つまり、検出) し、エラーが発生しないように修正するための何らかの手段を講じる機能が必要です。これはエラー制御プロセスであり、データ リンク層の主な機能の 1 つです。エラー コーディング (パリティ コード、チェックサム、CRC など) を検査すると、フレームの送信中にエラーが発生したかどうかを判断できます。エラーが発見されると、通常はフィードバックと再送信によって修正できます。これには、受信者がフレームを受信した後に送信者に情報をフィードバックする必要があり、送信者は再送信する必要がないと判断できるようになります。つまり、送信者は、受信者が正しく受信したメッセージを受信するだけで済みます。フィードバック信号の後でのみ、フレームが正しく送信されたと見なすことができ、それ以外の場合は、フレームが正しく送信されるまで再送信する必要があります。物理チャネル上のバースト ノイズにより、フレームが完全に「埋もれる」可能性があります。つまり、データ フレーム全体またはフィードバック情報フレーム全体が失われます。これにより、送信側が受信側からフィードバック情報を受信できなくなり、送信プロセスが停止します。この問題が発生した場合、通常はタイマーを導入して、受信側がフィードバック情報を返信する時間間隔を制限します。送信側がフレームを送信すると、タイマーも開始されます。制限時間内に受信側の応答が受信されなかった場合は、フィードバック情報、つまりタイマーがタイムアウトした場合 (タイムアウト)、送信されたフレームはエラーまたは損失したと考えられるため、再送信する必要があります。同じデータフレームが複数回送信される可能性があるためです。この危険を防ぐには、送信フレームに番号を付ける、つまり各フレームに信号を与える方法を使用します。これにより、受信側はシーケンス番号によって、それが新しく送信されたフレームであるか、送信されたフレームであるかを区別できます。受信したが再送信されました。受信したフレームをネットワーク層に送信するかどうかを決定します。データ リンク層は、カウンタとシーケンス番号を使用して、各フレームが最終的にターゲット ネットワーク層に一度だけ正しく配信されることを保証します。

フロー制御

フロー制御はデータリンク層に固有の機能ではなく、多くの上位プロトコルでもフロータイミング制御機能が提供されていますが、フローのオブジェクトはコントロールが違うだけです。たとえば、データ リンク層の場合は、隣接する 2 つのノード間のデータ リンク上のトラフィックを制御し、トランスポート層の場合は、送信元から最終宛先までのトラフィックを制御します。送信側と受信側が使用する機器の稼働率やバッファの保存スペースの違いにより、送信側の送信能力が受信側の受信能力よりも大きくなる場合があります。適切な制限があれば、時間内に受信されなかったフレームは、その後継続的に送信されるフレームによって「フラッディング」され、フレーム損失やエラーが発生します。フロー制御は実際には、送信速度が受信側の容量を超えないように送信側のデータ フローを制御することであることがわかります。このプロセスでは、受信者が送信者に追いつくことができるかどうかを送信者に知らせるために、ある種のフィードバック メカニズムが必要です。つまり、送信者がどのような状況で次のフレームを送信し続けることができるかを知ることができるように、いくつかのルールが必要です。ある種のフィードバック情報を受信した後に送信を続行するには、どのような状況で送信を一時停止する必要があるか。

リンク管理

リンク管理機能は、主に接続指向のサービスに使用されます。リンクの両端のノードが通信する場合、まず相手が準備完了状態であることを確認し、必要な情報を交換してフレームのシーケンス番号を初期化する必要があります。その後、接続が確立され、接続が完了する必要があります。送信プロセス中に維持されます。エラーが発生した場合は、再初期化する必要があり、接続が自動的に再度確立されます。送信が完了したら、接続を解放する必要があります。データリンク層接続の確立、維持、解放はリンク管理と呼ばれます。複数のサイトが同じ物理チャネルを共有する場合 (LAN など)、通信が必要なサイト間でチャネルをどのように割り当てて管理するかも、データリンク層の管理の範囲に含まれます。

フレームタイプ

HDLCには情報フレーム(Iフレーム)、モニタリングフレーム(Sフレーム)、アンナンバードフレーム(Uフレーム)の3種類があります。 ) さまざまなタイプのフレーム。

(1) 情報フレーム(Iフレーム):

情報フレームは有効な情報またはデータを送信するために使用され、通常は I フレームと呼ばれます。 I フレームは、制御ワードの最初のビットが「0」であることによってマークされます。情報フレームの制御フィールドの N (S) は、送信フレームのシーケンス番号を格納するために使用されるため、送信側は確認を待つ必要がなく、複数のフレームを連続して送信できます。 N(R) は、受信機が受信すると予想される次のフレームのシーケンス番号を格納するために使用されます。N(R) = 5、つまり、受信機は次のフレームでフレーム番号 5 を受信することになります。フレーム番号 5 を受信する前の各フレーム。

(2) モニタリング フレーム (S フレーム):

モニタリング フレームは、エラー制御とフロー制御に使用され、通常 S フレームと呼ばれます。 S フレームには、制御フィールドの最初と 2 番目のビットに「10」のマークが付けられます。 S フレームには、わずか 6 バイトまたは 48 ビットの情報フィールドがあります。 S フレームの制御フィールドの 3 番目と 4 番目のビットは S フレーム タイプ コードで、それぞれ 4 つの異なるコードがあります:

• 00 - 受信準備完了 (RR)。マスタ局またはマスタ局から送信されます。マスタ局は RR タイプ S フレームを使用してスレーブ局をポーリングできます。スレーブ局は N (R) 番号の I フレームを送信します。そのようなフレームが存在する場合は送信します。スレーブ局も RR タイプ S を使用できます。応答するフレーム。スレーブ ステーションがマスター ステーションから受信すると予想される次の I フレームの番号が N(R) であることを示します。

• 01——拒否 (REJ)、マスター ステーションまたはスレーブ ステーションによって送信され、送信者に N (R) から始まるフレームと後続のすべてのフレームを拒否するよう要求します。これは、N(R) 個前の I フレームが正しく受信されたことも意味します。

• 10 - 受信準備完了 (RNR)。N (R) より小さい番号の I フレームが受信されたが、ビジー状態にあり、受信準備ができていないことを示します。 I フレーム番号は N (R) I フレームで、リンク トラフィックの制御に使用できます。

• #11 - 選択的拒否 (SREJ)。送信者は N (R) 番号が付いた単一の I フレームを送信する必要があり、その番号付き I フレームがすべて確認応答されていることを意味します

(3) 番号なしフレーム (U フレーム):

番号なしフレームは、制御フィールドに数字 N (S) と N (R) が含まれていないため、この名前が付けられています。 Uフレームといいます。 U フレームは、リンクの確立、切断、およびさまざまな制御機能を提供するために使用され、これらの制御機能は 5 M ビット (M1、M2、M3、M4、M5、補正ビットとも呼ばれます) によって定義されます。 5 M ビットは 32 の追加コマンド関数または 32 の応答関数を定義できますが、多くは空です。

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