Канальный уровень

Канальный уровень (Link layer) описывает, каким образом передаются пакеты данных через физический уровень, включая кодирование (то есть специальные последовательности бит, определяющих начало и конец пакета данных). Ethernet, например, в полях заголовка пакета содержит указание того, какой машине или машинам в сети предназначен этот пакет.

Примеры протоколов канального уровня — Ethernet

Канальный уровень иногда разделяют на 2 подуровня — LLC и MAC.

Кроме того, канальный уровень описывает среду передачи данных (будь то коаксиальный кабель, витая пара, оптическое волокно или радиоканал), физические характеристики такой среды и принцип передачи данных (разделение каналов, модуляцию, амплитуду сигналов, частоту сигналов, способ синхронизации передачи, время ожидания ответа и максимальное расстояние).

Сравнение с моделью OSI

Существуют разногласия в том, как вписать модель TCP/IP в модель OSI, поскольку уровни в этих моделях не совпадают.

К тому же, модель OSI не использует дополнительный уровень — «Internetworking» — между транспортным и сетевым уровнями. Примером спорного протокола может быть ARP или STP.

Вот как традиционно протоколы TCP/IP вписываются в модель OSI:

Распределение протоколов по уровням модели OSI
	Прикладной	напр., HTTP, SMTP, SNMP, FTP, Telnet, SSH, SCP, SMB, NFS, RTSP, BGP
	Представления	напр., XDR, AFP, TLS, SSL
	Сеансовый	напр., ISO 8327 / CCITT X.225, RPC, NetBIOS, PPTP, L2TP, ASP
	Транспортный	напр., TCP, UDP, SCTP, SPX, ATP, DCCP, GRE
	Сетевой	напр., IP, ICMP, IGMP, CLNP, OSPF, RIP, IPX, DDP, ARP
	Канальный	напр., Ethernet, Token ring, HDLC, PPP, X.25, Frame relay, ISDN, ATM, MPLS
	Физический	напр., электрические провода, радиосвязь, волоконно-оптические провода, инфракрасное излучение

Обычно в стеке TCP/IP верхние 3 уровня модели OSI ( прикладной, представительский и сеансовый ) объединяют в один — прикладной. Поскольку в таком стеке не предусматривается унифицированный протокол передачи данных, функции по определению типа данных передаются приложению.

Маршрутизация в ТСP\IP.

Маршрутизация – процесс:

1) Определения пути передачи данных от узла-отправителя к узлу-получателю через промежуточный узлы;

2) Последующего перенаправления пакета.

Самые сложный процесс в сетях с коммутацией пакетов.

Состоит из:

-расчёт таблицы маршрутизации;

-анализ ИП-адреса получателя в заголовке пакета

По таблице маршрутизации:

-отсылка пакета на следующий узел

В основе ВСЕХ протоколов маршрутизации лежит один из двух алгоритмов нахождения кратчайшего пути:

-алгоритм Беллмана-Форда

-алгоритм Дейкстры.

Типы маршрутизации:

-по взаимодействию с другими узлами:

-внутренняя – для связи внутри одной крупной сети (корпоративной или зоновой)

- внешняя – для связи между различными независимыми сетями)

-по типу обслуживания: ориентирована или нет на показатели качества обслуживания, т.е. маршрутизирует ли трафик в зависимости от его типа. Также называется QoS-маршрутизацией.

-по критерию определения длины маршрута:

-по наименьшему числу шагов

-по наименьшему времени доставки

- по совокупности критериев (число шагов, ширина полосы пропускания, надежность и т.п.)

Таблицы маршрутизации хранятся и рассчитываются на маршрутизаторах, по принципам формирования разделяются на:

-статические: прописываются вручную системным администратором, изменяются по мере необходимости вручную. Таким образом, подходят для небольших сетей.

-динамические: изменяются регулярно в автоматическом режиме, зависят от текущего состояния сети. Используются в крупных сетях, например, региональных.

-центральных статических таблиц: таблиц маршрутизации рассчитываются на центральном узле, после чего рассылается узлам-получаетлям в статическом виде

Протоколы внутренней маршрутизации.

Общее название протоклов внутренней маршрутизации: IGP – interior gateway protocol.

Общие свойства:

1) В случае наличия нескольких маршрутов с одинаковыми метриками, обычно выбирается один. Для обеспечения возможности использования остальных в качестве обходных требуется дополнительная настройка.

2) В силу различия технологий и топологий один и тот же маршрутизатор может использовать различные протоколы для связи в рамках домашней сети с остальными внутренними маршрутизаторами и для взаимодействия с другими сетями.