「データリンク層」
データリンク層の定義
データリンク層は、OSI（Open Systems Interconnection）モデルの2番目の層で、隣接するノード間の信頼性の高い通信を促進するためにネットワークで動作します。データが物理層を通じて効率的に、エラーなく、整理された方法で送信されることを保証します。物理層はデータの実際の伝送を扱います。
データリンク層の動作
データリンク層は、ネットワーク上のデバイス間の信頼性のあるエラーのない通信を確保するために重要な役割を果たします。それは次の機能を実行します:
1. 接続の確立
データリンク層は、ネットワーク上のデバイス間で接続を確立し、維持し、終了する責任を負います。2つのノード間に論理リンクを確立し、データを効果的に交換できるようにします。このリンクは、Point-to-Point Protocol（PPP）やHigh-Level Data Link Control（HDLC）などの様々なプロトコルを使用して確立されます。
2. エラー検出と訂正
データリンク層の重要な機能の一つは、データ伝送の完全性を確保することです。これは、送信中に発生したエラーを検出し、可能であれば修正することで達成します。エラー検出は通常、巡回冗長検査（CRC）やチェックサムなどの技術を使用して行われます。エラーが検出された場合、データリンク層は破損したフレームの再送信を要求し、データが正確に届けられることを保証します。
3. フレーム同期
効率的にデータを送信するために、データリンク層はデータをフレームという固定サイズのデータ塊に分けます。これらのフレームの送信と受信のための適切な同期と順序を保証します。各フレームには、送信者と受信者のアドレス、エラー検出コード、および送信されている実際のデータなどの重要な情報が含まれています。
4. メディアアクセス制御
複数のデバイスが同じ物理メディアを共有する共有ネットワーク環境では、データリンク層がメディアへのアクセスを管理し、データ衝突を防止します。Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection（CSMA/CD）やCarrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance（CSMA/CA）などのプロトコルを利用して、送信を調整し、データ衝突を最小限に抑えます。これらのプロトコルは、デバイスがメディアへのアクセスをどのように競合し、衝突が発生した場合にどのように処理するかを規定します。
5. フロー制御
データリンク層はまた、送信者が受信者をデータで圧倒しないようにデータフローを管理します。フロー制御メカニズムを利用して伝送レートを調整し、受信者がデータを処理する能力に基づいて送信者が調整します。これにより、フロー制御を達成することができます。
予防のヒント
データリンク層での効率的でエラーのない通信を確保するためには、次のヒントを考慮してください:
信頼性のあるハードウェアを使用する:データリンク層のプロトコルを信頼性のあるネットワークインタフェースカードやスイッチに実装し、効率的でエラーのない通信を確保します。
エラーチェックと訂正の実装:エラー検出と訂正メカニズムを提供するプロトコルを使用してデータの完全性を維持します。これにより、送信中に発生するエラーを検出し修正することができます。
フロー制御メカニズムの利用:フロー制御メカニズムを実装し、特に高速ネットワークにおいて受信者をデータで圧倒しないようにします。これにより、データの伝送速度を調整し、混雑を回避することができます。
関連用語
MAC Address: データリンク層での通信のためにネットワークインターフェイスコントローラーに割り当てられるユニークな識別子です。MACアドレスはネットワーク上のデバイスを識別するために使用されます。
Ethernet: データリンク層で動作する広く使用されている技術です。これにより、ローカルエリアネットワーク（LAN）内での通信が可能になり、デバイスが共通のメディアを介してデータを共有できます。
ARP: Address Resolution Protocolは、IPアドレスを物理マシンアドレスにマッピングするために使用されるデータリンク層のプロトコルです。これにより、同じネットワーク上のデバイスが互いに発見し通信することができます。