Канальний рівень

На фізичному рівні просто пересилаються біти. При цьому не враховується, що в деяких мережах, в яких лінії зв'язку розділяються між декількома парами взаємодіючих комп'ютерів, фізичне середовище передачі може бути зайняте. Тому одним із завдань канального рівня (Data Lіnk layer) є перевірка доступності середовища передачі. Іншим завданням канального рівня є реалізація механізмів виявлення й корекції помилок. Для цього на канальному рівні біти групуються в набори, що називаються кадрами (frames). Канальний рівень забезпечує коректність передачі кожного кадру, поміщаючи спеціальну послідовність біт у початок і кінець кожного кадру, для його виділення, а також обчислює контрольну суму, обробляючи всі байти кадру певним способом і додаючи контрольну суму до кадру. Коли кадр приходить по мережі, одержувач знову обчислює контрольну суму отриманих даних і порівнює результат з контрольною сумою з кадру. Якщо вони збігаються, кадр вважається правильним і приймається. Якщо ж контрольні суми не збігається, то фіксується помилка і кадр знищується. Канальний рівень може не тільки виявляти помилки, але й виправляти їх за рахунок повторної передачі ушкоджених кадрів. Необхідно відзначити, що функція виправлення помилок не є обов'язковою для канального рівня, тому в деяких протоколах цього рівня вона відсутня, наприклад, в Ethernet і frame relay.

В протоколах канального рівня, використовуваних у локальних мережах, закладена певна структура зв'язків між комп'ютерами й способи їхньої адресації. Хоча канальний рівень і забезпечує доставку кадру між будь-якими двома вузлами локальної мережі, він це робить тільки в мережі із певною топологією зв'язків, саме тією топологією, для якої він був розроблений. До таких типових топологій, що підтримуються протоколами канального рівня локальних мереж, відносяться загальна шина, кільце й зірка, а також структури, отримані з них за допомогою мостів і комутаторів. Прикладами протоколів канального рівня є протоколи Ethernet, Token Rіng, FDDІ, l00VG-AnyLAN та ін.

В локальних мережах протоколи канального рівня використовуються комп'юте­рами, мостами, комутаторами й маршрутизаторами. У комп'ютерах функції каналь­ного рівня реалізуються спільними зусиллями мережних адаптерів і їх драйверів.

У глобальних мережах, які рідко мають регулярну топологію, канальний рівень часто забезпечує обмін повідомленнями тільки між двома сусідніми комп'ютерами, з'єднаними індивідуальною лінією зв'язку. Прикладами протоколів "точка-точка" можуть служити широко розповсюджені протоколи РРР і LAP-B. У таких випадках для доставки повідомлень між кінцевими вузлами через всю мережу використовуються засоби мережного рівня. Саме так організовані мережі Х.25. Іноді в глобальних мережах функції канального рівня в чистому виді виділити важко, тому що в тому самому протоколі вони поєднуються з функціями мережного рівня. Прикладами такого підходу можуть служити протоколи технологій АТМ і frame relay.

У цілому канальний рівень являє собою досить потужний і закінчений набір функцій по пересиланню повідомлень між вузлами мережі. У деяких випадках протоколи канального рівня виявляються самодостатніми транспортними засобами й можуть допускати роботу поверх них безпосередньо протоколів прикладного рівня або додатків, без залучення засобів мережного й транспортного рівнів. Наприклад, існує реалізація протоколу керування мережею SNMP безпосередньо поверх Ethernet, хоча стандартно цей протокол працює поверх мережного протоколу ІP і транспортного протоколу UDP.

Протоколи канального рівня локальних мереж забезпечують доставку даних між будь-якими вузлами тільки в мережі з відповідною типовою топологією, наприклад топологією ієрархічної зірки. Це дуже суворе обмеження, що не дозволяє будувати мережі з розвиненою структурою, наприклад, мережі, що поєднує кілька мереж підприємства в єдину мережу, або наднадійні мережі, в яких існують надлишкові зв'язки між вузлами. Тобто для забезпечення якісного транспортування повідомлень у мережах будь-яких топологий і технологій функцій канального рівня виявляється недостатньо, тому в моделі OSІ рішення цього завдання покладає на два наступні рів­ ні — мережний і транспортний.