Tin học
Giao thức Liên kết Dữ liệu
Thường được gọi là giao thức tầng 2, giao thức liên kết dữ liệu là tầng giao thức ngay trên tầng vật lý trong mô hình OSI. Giao thức liên kết dữ liệu trực tiếp điều khiển liên lạc của tầng vật lý. Vì có nhiều cách khác nhau để nối thiết bị, có nhiều giao thức khác nhau. Ví dụ, hai thiết bị có thể được kết nối trên mạng LAN chia sẻ, và giao thức liên kết dữ liệu cần phải phân xử truy cập đến mạng. Ethernet và token ring là các ví dụ về giao thức liên kết dữ liệu chia sẻ. Giao thức PPP (point-to-point) dùng để truy cập Internet qua modem là một ví dụ về giao thức liên kết dữ liệu qua liên kết không chia sẻ.
Vì liên kết giữa hai hệ thống là điểm-điểm (ngay cả khi truyền trên môi trường chia sẻ), các bit luôn luôn được chuyển giao từ bên gởi đến bên nhận theo thứ tự. Về cơ bản, liên kết dữ liệu là đường truyền giữa hai điểm. Các mạng chuyển mạch gói được tạo thành bởi nhiều liên kết điểm-điểm, sử dụng giao thức liên kết dữ liệu giữa mỗi liên kết.
Mục đích của giao thức liên kết dữ liệu là thực hiện các điều sau:
Thiết lập phiên làm việc và kết thúc phiên làm việc cho liên lạc hướng kết nối (Sessection setup and termination for connection-oriented transmissions). Các thông điệp điều khiển phiên làm việc được dùng bởi các hệ đầu cuối để trao đổi thông tin về trạng thái của phiên làm việc.
Định địa chỉ trong môi trường nhiều điểm như LAN (Addressing on a mutipoint medium such as a LAN). Địa chỉ của máy tính thường là địa chỉ của card mạng.
Tạo khung (Framing). Dữ liệu được chia thành nhiều đơn vị rời rạc để truyền đi như là các đơn vị độc lập. Trong mỗi đơn vị có thể phát hiện lỗi, và nếu phát hiện, chỉ cần truyền lại khung nầy.
Phát hiện lỗi (Error detection). Xác định một khung truyền đi chính xác hay không. Giá trị checksum được bên gởi tính cho khung, bên nhận phải thực hiện lại tính toán và kết quả phải cùng một giá trị. Nếu không, khung được xem là bị hỏng và phải được truyền lại.
Điều khiển luồng (Flow control). Đây là kỹ thuật nhằm tránh việc bên gởi chuyển đi nhiều thông tin hơn khả năng xử lý của bên nhận. Cơ chế điều khiển ngưng-và-chờ (stop-and-wait) thông báo nhận cho mỗi khung. Tương tự, cơ chế điều khiển bằng cửa sổ trượt (sliding window) cho phép bên gởi điều chỉnh số các khung có thể gởi đi mà không thông báo trước, kỹ thuật nầy rất hiệu quả.
Giống như giao thức truyền tải ở tầng trên, ngoài các dịch vụ phi kết nối, các giao thức liên kết dữ liệu có thể cung cấp các dịch vụ hướng kết nối. Trong dịch vụ hướng kết nối, bên gởi và bên nhận thiết lập một phiên làm việc với nhau trước khi truyền dữ liệu. Tất cả các khung được đánh số và bên nhận phải thông báo nhận các khung. Các khung bị mất hoặc bị hỏng được truyền lại. Như vậy, dịch vụ nầy đáng tin cậy và bảo đảm.
Một số nhà thiết kế mạng cảm thấy rằng việc cung cấp các dịch vụ tin cậy trong tầng liên kết dữ liệu là không cần thiết và tầng liên kết dữ liệu chỉ cần truyền các bit với tốc dộ cao mà không cần báo nhận. Dịch vụ phi kết nối nầy không thể bảo đảm rằng dữ liệu sẽ được chuyển giao. Thay vào đó, các giao thức tầng truyền tải sẽ cung cấp các dịch vụ tin cậy. Trong bộ giao thức TCP/IP, TCP cung cấp dịch vụ hướng kết nối cho dịch vụ mạng đang dùng.
Sự chọn lựa giữa kênh hướng kết nối và phi kết nối phụ thuộc vào dịch vụ đang dùng. Nếu dịch vụ là vô tuyến và có xu hướng mất nhiều khung, kỹ thuật báo nhận của tầng liên kết dữ liệu được ưu tiên hơn. Tuy vậy, phần lớn băng thông sẽ bị chiếm bởi việc báo nhận. Các giao thức liên kết dữ liệu hướng kết nối thường không cần thiết trên các mạng có độ tin cậy cao.
Các giao thức Liên kết Dữ liệu thông dụng
Các giao thức liên kết dữ liệu phổ biến nhất được liệt kê dưới đây, kèm theo mô tả ngắn gọn. Có thể biết thêm chi tiết về mỗi giao thức bằng cách tra theo các tiêu đề thích hợp trong cuốn sách nầy.
HDLC (High-level Data Link Control) Giao thức nầy dựa trên giao thức SDLC (Synchronous Data Link Control) do IBM phát triển, là một phần của SNA (System Network Architecture). Nhiều giao thức khác sử dụng cùng khuôn dạng và thủ tục như HDLC.
LLC (Logical Link Control) IEEE (Institute of Electronic Engineers) định nghĩa giao thức nầy trong họ 802.x về các chuẩn mạng.
LAP (Link Access Procedure) Có ba giao thức LAP chính. LAPB (LAP Balanced) là giao thức cung cấp kết nối điểm-điểm trên mạng chuyển mạch gói X.25. LAPD (LAP for D Channel) cung cấp điều khiển liên kết dữ liệu trên kênh D của mạng ISDN (Intergated Services Digital Network). LAPF (LAP for Frame-Mode Bearer Services) cung cấp liên kết dữ liệu cho các mạng frame relay.
SLIP (Serial Line Interface Protocol) SLIP là phương tiện điều khiển liên kết dữ liệu để truyền các gói IP, thường giữa ISP (Internet Service Provider) và người dùng ở nhà qua đường điện thoại. SLIP có một số giới hạn, như thiếu cơ chế phát hiện và sửa lỗi. Nó dựa vào các giao thức tầng cao hơn để thực hiện các công việc nầy.
PPP (Point-to-Point) Giao thức PPP cung cấp chức năng giống như SLIP (nghĩa là thường dùng để kết nối vào Internet bằng quay số), nhưng là giao thức mạnh hơn có thể truyền không chỉ các gói IP mà các gói loại khác nữa.
Các giao thức Liên kết Dữ liệu trong LAN
IEEE (Institute of Electronic Engineers) tách tầng liên kết dữ liệu trong LAN thành 2 tầng con, gọi là tầng con MAC (Medium Access Control) và tầng con LLC (Logical Link Control), xem hình D-12. Tầng MAC xác định phương pháp truy cập môi trường, có thể là CSMA/CD (carrier sense multiple access/collision detection), token ring, hoặc các giao diện vật lý khác. Tầng con LLC cung cấp cho tầng mạng (bên trên) phương thức liên lạc với một trong các giao thức nầy.
Các giao thức Liên kết Dữ liệu cao tốc
Frame relay được xem là phương tiện liên kết dữ liệu cao tốc. Nó dùng giao thức LAPF (LAP for Frame-Mode Bearer Services). Xem “Frame Relay” để biết thêm chi tiết. ATM (Asynchronous Transfer Mode) là dịch vụ dữ liệu dựa trên cell và không có ràng buộc gì với các dịch vụ liên kết dữ liệu truyền thống dựa trên khung như HDLC (High Level Data Link Control). Xem “ATM (Asynchronous Transfer Mode) để biết thêm chi tiết.
Hình D-12 Các tầng con của LAN trong tầng liên kết dữ liệu
TỪ MỤC LIÊN QUAN
Connection-oriented and Connectionless Services; Data Communication Concepts; Encapsulation; Framing in Data Transmissions; LLC (Logical Link Control); MAC (Medium Access Control); Medium Access Control Methods; OSI (Open Systems Interconnection) Model; Protocol Concepts; và Serial Communication and Interfaces.