Tầng Data Link là một trong 7 tầng trong mô hình OSI (Open System Interconnection). Nhiệm vụ của tầng này là quản lý truyền dữ liệu giữa các thiết bị trong mạng, đảm bảo tính toàn vẹn và thứ tự của dữ liệu.
1. Các Chức Năng Cơ Bản của Tầng Data Link
1.1. Điều khiển truy nhập phương tiện truyền
Tầng Data Link có chức năng điều khiển truy nhập phương tiện truyền để đảm bảo không xảy ra việc hai thông điệp trên cùng một đường truyền gặp nhau tại cùng một thời điểm, gây ra xung đột.
Các kỹ thuật điều khiển truy nhập phổ biến trong tầng Data Link bao gồm: CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection), CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance), TDMA (Time Division Multiple Access) và FDMA (Frequency Division Multiple Access).
1.2. Phân đoạn khung và quản lý luồng
Tầng Data Link thực hiện phân đoạn khung (framing) bằng cách thêm các trường header và trailer vào dữ liệu để tạo thành khung (frame). Tầng này cũng quản lý luồng (flow control) của dữ liệu, đảm bảo rằng người gửi không gửi quá nhiều dữ liệu mà người nhận không thể xử lý được.
1.3. Các kỹ thuật phát hiện lỗi
Tầng Data Link sử dụng các kỹ thuật phát hiện lỗi để đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu khi truyền qua mạng. Các kỹ thuật này bao gồm: CRC (Cyclic Redundancy Check), Parity Check và Checksum.
1.4. Địa chỉ hóa
Tầng Data Link có chức năng định danh các thiết bị trong mạng bằng cách gán cho chúng các địa chỉ duy nhất. Địa chỉ này gọi là địa chỉ MAC (Media Access Control).
2. Chi tiết về Tầng Data Link
2.1. Khung (Frame)
Khung (Frame) là đơn vị dữ liệu cơ bản được sử dụng trong tầng Data Link. Mỗi khung bao gồm các trường sau:
- Preamble: Chuỗi bit đặc biệt dùng để đồng bộ giữa người gửi và người nhận.
- Start Frame Delimiter (SFD): Trường 8 bit dùng để xác định vị trí bắt đầu của khung.
- Header: Trường chứa thông tin điều khiển và quản lý khung. Bao gồm các thông tin như địa chỉ nguồn, địa chỉ đích, độ dài khung, các cờ điều khiển…
- Data: Trường chứa dữ liệu được truyền qua mạng.
- Frame Check Sequence (FCS): Trường chứa giá trị CRC để kiểm tra tính toàn vẹn của dữ liệu.
2.2. Địa chỉ MAC
Địa chỉ MAC là địa chỉ duy nhất được gán cho từng thiết bị trong mạng. Địa chỉ này có độ dài 48 bit và được viết dưới dạng số hexa. Cấu trúc của địa chỉ MAC gồm 3 phần:
- OUI (Organizationally Unique Identifier): Phần đầu tiên của địa chỉ MAC, có độ dài 24 bit và được gán cho từng nhà sản xuất thiết bị.
- Vendor-Assigned Identifier: Phần giữa của địa chỉ MAC, có độ dài 24 bit và được gán bởi nhà sản xuất cho các thiết bị của mình.
- Extension Identifier: Phần cuối cùng của địa chỉ MAC, có độ dài 24 bit và được gán cho các thiết bị cụ thể trong cùng một nhà sản xuất.
2.3. Kỹ thuật phát hiện lỗi CRC
CRC là kỹ thuật phát hiện lỗi được sử dụng để kiểm tra tính toàn vẹn của dữ liệu khi truyền qua mạng. Đây là một kỹ thuật đơn giản và hiệu quả, được sử dụng rộng rãi trong tầng Data Link.
Kỹ thuật CRC hoạt động bằng cách thêm một giá trị CRC vào cuối dữ liệu trước khi truyền đi. Ở phía người nhận, giá trị CRC này được tính lại và so sánh với giá trị CRC gốc để xác định tính toàn vẹn của dữ liệu.
2.4. Các chuẩn Ethernet
Ethernet là một công nghệ mạng LAN (Local Area Network) tiêu chuẩn được sử dụng rộng rãi trên thế giới. Các chuẩn Ethernet được đưa ra để đảm bảo tính tương thích và hiệu suất của các thiết bị mạng.
Các chuẩn Ethernet phổ biến nhất bao gồm:
- 10BASE-T: Chuẩn Ethernet đầu tiên, sử dụng cáp xoắn đôi để truyền dữ liệu với tốc độ 10 Mbps.
- 100BASE-TX: Chuẩn Ethernet sử dụng cáp xoắn đôi để truyền dữ liệu với tốc độ 100 Mbps.
- Gigabit Ethernet (1000BASE-T): Chuẩn Ethernet sử dụng cáp xoắn đôi để truyền dữ liệu với tốc độ 1 Gbps.
- 10 Gigabit Ethernet (10GBASE-T): Chuẩn Ethernet sử dụng cáp xoắn đôi hoặc cáp quang để truyền dữ liệu với tốc độ 10 Gbps.
Tổng Kết
Tầng Data Link là một phần quan trọng trong mô hình OSI, có chức năng quản lý truyền dữ liệu giữa các thiết bị trong mạng và sử dụng kỹ thuật phát hiện lỗi để đảm bảo tính toàn vẹn. Hiểu rõ về Tầng Data Link giúp người dùng nắm vững hoạt động của mạng và khắc phục các sự cố mạng một cách hiệu quả.
