طبقة ربط البيانات

طبقة ربط البيانات أو طبقة ربط المعطيات (بالإنجليزية: Data Link layer‏) بحسب النموذج القياسي نموذج أو إس أي OSI يقسم مهام شبكة معلومات إلى طبقات لتحديد الوظائف والمهامات في عملية التواصل بين اطراف الاتصال، فإن طبقة ربط البيانات هي الطبقة التي يتم فيها تجهيز البيانات من أجل تسليمها للشبكة اي تحويل البتات الخام إلى جدول من الاطارات.و يتم تغليف الحزم(Packet) في إطار (FRAME)(وهو مصطلح يستخدم لوصف حزم البيانات الثنائية binary data) البروتوكولات في هذه الطبقة تساعد في عنونة واكتشاف أخطاء ومعالجة الاخطاء في البيانات التي سترسل وتستقبل. وتقوم بعملية نقل كتل من البيانات عبر الرابط الفيزيائي (المادي). فالحواسيب المضيفة ترسل من وإلى واجهات معالجات الرسالة (Interface Message Processor IMP) التي تعالج الاتصالات عبر رابط الاتصال المادي.

بشكل عام تكون مهمة طبقة ربط البيانات صنع خط فيزيائي يظهر الخطأ إلى الطبقات الأعلى وهذا ما يدعى بالدارة الافتراضية. هكذا الطبقة الأعلى من التسلسل الهرمي. البرتوكولات تستطيع تمرير البيانات إلى الأسفل حيث الطبقات المنخفضة وتكون قادرة أن تفترض إذا كانت الرسالة وصلت إلى وجهتها بالإضافة إلى أنه من المهم أن يحصل المستقبل على البيانات بنفس الشكل المرسل. وهذا مايعرف بشفافية البيانات والتي تعني أن البيانات المنقولة لا تتغير ولا تحرف.

اقسام طبقة ربط البيانات

تقسم طبقة ربط المعطيات حسب المواصفات المعيارية لمعهد مهندسي الكهرباء والألكترونيك IEEE إلى طبقتين ثانويتين وهما:

طبقة التحكم بالربط المنطقي

أو طبقة التحكم المنطقية Logical Link Control LLC: يتم فيها تحويل ال Bits إلى Bytes ثم تحويلها إلى Frames ويتحدد نوع وحجم ال Frame حسب ال Logical Network Topology والمقصود بها طريقة تخاطب الأجهزه هل تستخدم ال Token ring مثلا أم ال star مثلا وهى الطريقة الشائعه فحجم ال Frame يختلف هنا وأيضا حسب نوع البروتوكول المستخدم يختلف حجم ال Frame. == طبقة التحكم بالوصول إلى الوسائط== (Media Access Control (MAC : يتم في هذة المرحلة وضع العنوان ماك Mac Address الخاص بكرت الشبكة وهو متفرد ولا يتكرر في أى جهاز إلى ال Frame وأيضا بحث طريقة وضع البيانات على الكابل بطريقه لاتتعارض مع وضع جهاز اخر للبيانات على الكابل في نفس الوقت.

المشاكل التي تواجه طبقة ربط المعطيات

1. أخطاء على الرابط المادي بسبب الضوضاء وأخطاء خط.
2. معدل نقل البيانات من الخط محدود على النحو الذي يحدده عرض النطاق الترددي.
3. سرعة تجهيز محدودة من قبل المضيف وواجهات معالجات الرسالة(IMP).فالمضيف يستطيع فقط الموافقة على بيانات ضمن مجال أعظمي معين.
4. حجم الذاكرة المؤقت على RAM (ذاكرة الوصول العشوائي) محدود على IMP.

• طبقات ربط المعطيات القريبة من IMP تتواصل باستخدام الإطارات التي هي تسلسل من البتات أو البايتات الحاوية على معلومات تحكم وبيانات يمكن تمريرها إلى الطبقات الأعلى.

معلومات التحكم توضع في بداية (رأس) الإطار وتشير إلى نوع الإطار (كإطار البيانات مثلا) والأرقام المتسلسلة. على سبيل المثال، عندما تستقبل طبقة ربط المعطيات رسالة من الطبقات الأعلى تضيف رأس إلى الإطار الذي يتم تمريره إلى الطبقة الفيزيائية للنقل.

• بشكل عام المرسل(جهاز الإرسال) :

1.أشكال الرسالة من الطبقات العليا تكون في إطار بيانات للنقل. 2.يمر الإطار إلى الطبقة الفيزيائية للنقل عبر الخط المادي للنقل. 3.ينتظر الإطار الموافقة من المستقبل تشير إلى نجاح استقبال البيانات.

• بشكل عام المستقبل :

1.ينتظر رد من الطبقة الفيزيائية لتشير إلى أن الإطار قد استقبل بشكل سليم. 2.الحصول على الإطار من الطبقة الفيزيائية فإذا كان إطار بيانات ليقوم بالوظائف التالية:

• يزيل الرسالة التي تم تمريرها إلى الطبقات الأعلى.
• يرسل إطار الموافقة على وصول البيانات للمرسل.

تفترض طبقة ربط المعطيات أن الطبقات الفيزيائية موصولة عبر قناة اتصال التي تبدو على أنها على طول المسار المادي (البتات تدفع في نهاية واحدة تبدو لنهاية أخرى بنفس الترتيب)وأنها تملك شفافية البيانات (البيانات لاتحرف ولا تتغير). بشكل عملي فإن الطبقة المادية ستضيف فحص (تدقيق) الأخطاء وتكون قادرة على إخبار مستقبل طبقة ربط المعطيات فيما إذا كانت البيانات قد وصلت بشكل تام أو محتواة على أخطاء.

تفترض طبقة ربط المعطيات أن الطبقات الفيزيائية موصولة عبر قناة اتصال التي تبدو على أنها على طول المسار المادي (البتات تدفع في نهاية واحدة تبدو لنهاية أخرى بنفس الترتيب)وأنها تملك شفافية البيانات (البيانات لاتحرف ولا تتغير). بشكل عملي فإن الطبقة المادية ستضيف فحص (تدقيق) الأخطاء وتكون قادرة على إخبار مستقبل طبقة ربط المعطيات فيما إذا كانت البيانات قد وصلت بشكل تام أو محتواة على أخطاء.

البروتوكولات Protocols

بروتوكول الاتصال هو مجموعة من القواعد التي تعرف كيفة التحكم بتدفق البيانات بين المرسل والمستقبل.وهي عبارة عن عدة اجراءات وبرامج صغيرة تكون في معالجات بطاقات الشبكة أو وسائط المطابقة (Network Interface) عادة تكون مكتوبة بلغة سي، وتتكون من خمسة أنواع من البيانات وهي :

• المنطفية وله حالتين صحيحة أو خاطئة boolean
• التسلسل الرقمي seq_nr وهي قيمة رقمية صحيحة لترقيم الاطارات ضمن تسلسل
• الحزم packet وهي البيات المرسلة وهي تختلف من شبكة إلى أخرى
• نوع الاطار frame_kind
• الاطار frame وهو يتكون من اربع أنواع من الحقول وهي :
• kind
• seq
• ack
• info

الحقول الثلاثة الأولى تستخدم للتحكم في الارسال اما الحقل الرابع فهو البيانات المرسلة بواسطة وضع ترويسة للحزم لتصبح اطارات.

برتوكولات طبقة ربط المعطيات

يوجد عدد من البروتوكولات تستخدمها طبقة ربط البيانات منها البسيطة وهي ثلاثة أنواع وغير البسيطة وهي أيضا ثلاثة, ونبدء بالبسيطة

البروتوكول المبسط غير المقيد : Unrestricted Simplex Protocol

وهذا البروتوكول من البرتوكولات البسيطة ويفترض الارسال باتجاه واحد وهدفه النقل بأقصى سرعة ممكنة وله اسم مختصر أو ما يسمى يوتوبيا (utopia) تفترض الشروط التالية بأبسط حالة أن :

1. اتجاه واحد للارسال.
2. القناة الفيزيائية بدون أخطاء
3. كلا المضيفين (المرسل والمستقبل)دائما جاهزين.
4. وقت التنفيذ يمكن تجاهلة.
5. ذاكرة مؤقتة متاحة بشكل كبير.

بروتوكول التوقف والانتظار A simplex Stop and Wait Protocol

ولان الهدف الاساسي من البروتوكول الأول هو السرعة فقط في نقل البيانات فهناك مشكلة كبيرة وهي ان المستقبل ربما يغرق بكمية كبيرة من البيات تفوق طاقتة الاستيعابية لذلك يتطلب اجراء جديد وهو التاكد من استقبال كل اطار وهو اجراء (from_physical_layer) ليمنع إرسال اطارات جديدة حتى يتم التاكد من أن الاطارات المرسلة قد تم استقبالهامن الطرف الاخر اي بمعنى اخر التحكم بسرعة الارسال، وهذا ما يسمى بروتوكول التوقف والانتظار.

بروتوكول المبسط للقنوات ذات التشويش A Simplex Protocol for a Noisy Channel

في حالة وصول عدم وصول اطارات أو تغيير في بياناتها هذا يتطلب اعادة ارسالها عند اكتشاف الاخطاء في الاستقبال واعلام المرسل بذلك أو في حالة فقدان التوقيف وتكرار الاطارات المرسلة. للحيلولة دون تكرار الارسال فانة يجب على المرسل وضع تسلسل رقمي للارطارات للكشف عنها في الاستقبال

إنظر أيضا

• نموذج OSI
• تنقيل الأطر Frame Relay

www.defoenet.com\ccna\osi-_12.html

www.cse.dmu.ac.uk

bg:Канален слой ca:Capa d'enllaç de dades cs:Linková vrstva da:Datalinklaget de:OSI-Modell#Schicht 2 – Sicherungsschicht el:Επίπεδο ζεύξης δεδομένων Data Link Layer]] es:Capa de enlace de datos eu:Lotura geruza fa:لایه پیوندداده fr:Couche liaison de données he:שכבת הקו של מודל ה-OSI hu:Adatkapcsolati réteg id:Lapisan data-link it:Livello datalink ja:データリンク層 ko:데이터 링크 계층 lv:Datu posma slānis mk:Data Link Layer ms:Lapisan pautan data nl:Datalinklaag nn:Datalinklaget no:Datalink-laget pl:Warstwa łącza pt:Camada de ligação de dados ru:Канальный уровень sh:Sloj veze sk:Linková vrstva sl:Plast podatkovne povezave sr:Слој везе sv:Datalänkskikt tr:Veri bağlantısı katmanı vi:Tầng liên kết dữ liệu zh:数据链路层