Sicherungsschicht
Definition der Sicherungsschicht
Die Sicherungsschicht ist die zweite Schicht des OSI-Modells (Open Systems Interconnection), die in einem Netzwerk arbeitet, um eine zuverlässige Kommunikation zwischen benachbarten Knoten zu erleichtern. Sie stellt sicher, dass Daten effizient, fehlerfrei und in geordneter Weise über die physikalische Schicht, die sich mit der eigentlichen Datenübertragung befasst, übertragen werden.
Wie die Sicherungsschicht funktioniert
Die Sicherungsschicht spielt eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung einer zuverlässigen und fehlerfreien Kommunikation zwischen Geräten in einem Netzwerk. Sie erfüllt die folgenden Funktionen:
1. Verbindungsaufbau
Die Sicherungsschicht ist verantwortlich für den Aufbau, die Aufrechterhaltung und die Beendigung von Verbindungen zwischen Geräten in einem Netzwerk. Sie stellt eine logische Verbindung zwischen zwei Knoten her, die ihnen einen effektiven Datenaustausch ermöglicht. Diese Verbindung wird mit verschiedenen Protokollen wie dem Point-to-Point Protocol (PPP) und dem High-Level Data Link Control (HDLC) aufgebaut.
2. Fehlererkennung und -korrektur
Eine der Hauptfunktionen der Sicherungsschicht besteht darin, die Integrität der Datenübertragung sicherzustellen. Dies wird erreicht durch Erkennung und, wenn möglich, Korrektur von Fehlern, die während der Übertragung auftreten. Fehlererkennung wird typischerweise mit Techniken wie Zyklische Redundanzprüfung (CRC) oder Checksumme durchgeführt. Wenn Fehler erkannt werden, kann die Sicherungsschicht die erneute Übertragung des beschädigten Rahmens anfordern, um die genaue Datenlieferung sicherzustellen.
3. Rahmensynchronisation
Um Daten effizient zu übertragen, teilt die Sicherungsschicht die Daten in Rahmen—fixe Datenmengen. Sie stellt sicher, dass diese Rahmen für die Übertragung und den Empfang ordnungsgemäß synchronisiert und sequenziert werden. Jeder Rahmen enthält wesentliche Informationen wie die Adressen von Absender und Empfänger, Fehlererkennungscodes und die tatsächlich übertragenen Daten.
4. Medienzugriffssteuerung
In einer gemeinsam genutzten Netzwerkumgebung, in der mehrere Geräte dasselbe physikalische Medium teilen, verwaltet die Sicherungsschicht den Zugang zum Medium, um Datenkollisionen zu verhindern. Sie nutzt Protokolle wie Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) oder Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA/CA), um die Übertragung zu koordinieren und Datenkollisionen zu minimieren. Diese Protokolle regeln, wie Geräte um den Zugang zum Medium konkurrieren und wie Kollisionen behandelt werden, wenn sie auftreten.
5. Flusskontrolle
Die Sicherungsschicht verwaltet auch den Datenfluss, um sicherzustellen, dass der Absender den Empfänger nicht mit Daten überschüttet. Sie verwendet Mechanismen zur Flusskontrolle, um die Übertragungsgeschwindigkeit zu regulieren und zu verhindern, dass der Empfänger überfordert wird. Flusskontrolle kann durch Techniken wie das Gleitfensterprotokoll erreicht werden, bei dem der Absender seine Übertragungsgeschwindigkeit an die Fähigkeit des Empfängers anpasst, Daten zu verarbeiten.
Präventionstipps
Um eine effiziente und fehlerfreie Kommunikation auf der Sicherungsschicht sicherzustellen, beachten Sie die folgenden Tipps:
Verwenden Sie zuverlässige Hardware: Implementieren Sie Sicherungsschichtprotokolle auf zuverlässigen Netzwerkschnittstellenkarten und Switches, um eine effiziente und fehlerfreie Kommunikation sicherzustellen.
Implementieren Sie Fehlerprüfungs- und Korrekturmechanismen: Verwenden Sie Protokolle, die Mechanismen zur Fehlererkennung und -korrektur bereitstellen, um die Datenintegrität zu gewährleisten. Dies kann helfen, Fehler zu erkennen und zu korrigieren, die während der Übertragung auftreten.
Nutzen Sie Flusssteuerungsmechanismen: Implementieren Sie Flusssteuerungsmechanismen, um zu verhindern, dass der Empfänger mit Daten überflutet wird, insbesondere in Hochgeschwindigkeitsnetzwerken. Dies kann helfen, die Datenübertragungsrate zu regulieren und Staus zu vermeiden.
Verwandte Begriffe
MAC-Adresse: Eine eindeutige Kennung, die einem Netzwerkcontroller zur Kommunikation auf der Sicherungsschicht zugewiesen wird. MAC-Adressen werden zur Identifizierung von Geräten in einem Netzwerk verwendet.
Ethernet: Ethernet ist eine weit verbreitete Technologie, die auf der Sicherungsschicht arbeitet. Sie ermöglicht die Kommunikation innerhalb eines lokalen Netzwerks (LAN) und ermöglicht es Geräten, Daten über ein gemeinsames Medium zu teilen.
ARP: Das Address Resolution Protocol (ARP) ist ein Sicherungsschichtprotokoll, das zur Zuordnung einer IP-Adresse zu einer physischen Maschinenadresse verwendet wird. Es ermöglicht Geräten, sich innerhalb desselben Netzwerks zu entdecken und zu kommunizieren.