Канальный и физический уровни TCP/IP
Канальный и физический уровни модели TCP/IP определяют протоколы и оборудование, необходимые для доставки данных по какой-либо физической сети. Эти два уровня работают вместе довольно тесно; фактически, некоторые стандарты определяют функции как канального, так и физического уровня. Физический уровень определяет кабели и энергию (например, электрические сигналы), которая проходит по кабелям. При передаче данных по кабелю существуют некоторые правила и соглашения; однако эти правила находятся на канальном уровне модели TCP/IP.
Сосредоточимся на мгновение на канальном уровне; как и каждый уровень в любой сетевой модели, канальный уровень TCP/IP предоставляет услуги вышестоящему уровню модели (сетевому уровню). Когда IP-процесс хоста или маршрутизатора решает отправить IP-пакет другому маршрутизатору или хосту, этот хост/маршрутизатор использует канальный уровень для отправки этого пакета на следующий хост/маршрутизатор.
Поскольку каждый уровень предоставляет услуги вышестоящему уровню, вспомните о логике IP, показанной на рисунке 3 в предыдущей статье. В этом примере IP-логика хоста Гарри решает отправить IP-пакет на ближайший маршрутизатор (R1). Однако, хотя на рисунке показана простая линия между Гарри и маршрутизатором R1, этот рисунок означает, что между ними находится некоторая локальная сеть Ethernet. На рисунке 1 (уже в этой статье) показаны четыре этапа того, что происходит на канальном уровне, чтобы Гарри мог отправить IP-пакет на маршрутизатор R1.
ПРИМЕЧАНИЕ. На рисунке 1 Ethernet изображен в виде последовательности линий. Сетевые схемы часто используют это соглашение при рисовании локальных сетей Ethernet в тех случаях, когда фактические кабели и устройства локальной сети не важны для обсуждения, как в данном случае. В реальной локальной сети будут кабели и устройства, такие как коммутаторы локальной сети, которые не показаны на этом рисунке.
На рисунке 1 показаны четыре этапа. Первые два происходят на сервере Гарри, а последние два – на маршрутизаторе R1, а именно:
- Сервер Гарри инкапсулирует IP-пакет между заголовком Ethernet и концевиком Ethernet, создавая кадр Ethernet.
- Сервер Гарри физически передает биты этого кадра Ethernet, используя электрические сигналы, передаваемые по кабелям Ethernet.
- Маршрутизатор R1 физически принимает электрический сигнал по кабелю и воссоздает те же биты, интерпретируя значения электрических сигналов.
- Маршрутизатор R1 деинкапсулирует IP-пакет из кадра Ethernet, удаляя и отбрасывая заголовок и концевик Ethernet.
В этом процессе сервер Гарри и R1 работали вместе, чтобы доставить пакет от сервера Гарри к маршрутизатору R1.
Канальный и физический уровни включают в себя большое количество протоколов и стандартов. Например, канальный уровень включает в себя все варианты протоколов Ethernet и протоколов беспроводной локальной сети, обсуждаемые далее в этой серии статей.
Вкратце, физический и канальный уровни TCP/IP включают в себя две различные функции, соответственно: функции, связанные с физической передачей данных, а также протоколы и правила, которые управляют использованием физической передачи.