Verbindungsschicht - Link layer

Bei Computernetzwerken ist die Verbindungsschicht die unterste Schicht in der Internetprotokoll-Suite , der Netzwerkarchitektur des Internets . Die Verbindungsschicht ist die Gruppe von Methoden und Kommunikationsprotokollen, die auf die Verbindung beschränkt sind, mit der ein Host physisch verbunden ist. Der Link ist die physische und logische Netzwerkkomponente, die verwendet wird, um Hosts oder Knoten im Netzwerk zu verbinden, und ein Link-Protokoll ist eine Reihe von Methoden und Standards, die nur zwischen benachbarten Netzwerkknoten eines Netzwerksegments arbeiten .

Trotz der unterschiedlichen Semantik der Schichtung zwischen der Internetprotokoll-Suite und dem OSI-Modell wird die Verbindungsschicht manchmal als eine Kombination aus der Datenverbindungsschicht (Schicht 2) und der physikalischen Schicht (Schicht 1) des OSI beschrieben .

Die Verbindungsschicht wird in RFC  1122 und RFC  1123 beschrieben . RFC 1122 betrachtet lokale Netzwerkprotokolle wie Ethernet und andere IEEE 802- Netzwerke (z. B. Wi-Fi ) und Rahmenprotokolle wie das Point-to-Point Protocol (PPP) als zur Verbindungsschicht gehörend.

Definition in Normen und Lehrbüchern

LAN-Standards wie Ethernet und IEEE 802.3- Spezifikationen verwenden Terminologie aus dem siebenschichtigen OSI-Modell anstelle des TCP/IP-Modells. Das TCP/IP-Modell berücksichtigt im Allgemeinen keine physikalischen Spezifikationen, sondern geht von einer funktionierenden Netzwerkinfrastruktur aus, die Frames auf Medienebene auf der Verbindung liefern kann. Daher diskutieren RFC 1122 und RFC 1123, die Definition des TCP/IP-Modells, keine Hardwareprobleme und keine physische Datenübertragung und setzen keine Standards für diese Aspekte. Einige Lehrbuchautoren haben die Interpretation unterstützt, dass Aspekte der physikalischen Datenübertragung Teil der Verbindungsschicht sind. Andere gingen davon aus, dass physikalische Datenübertragungsstandards nicht als Kommunikationsprotokolle betrachtet werden und nicht Teil des TCP/IP-Modells sind. Diese Autoren gehen von einer Hardwareschicht oder physikalischen Schicht unterhalb der Verbindungsschicht aus, und einige von ihnen verwenden in einer modifizierten Beschreibung der Schichtung den OSI-Begriff Data Link Layer anstelle von Link Layer. Im Vorgänger des TCP/IP-Modells, dem ARPAnet Reference Model (RFC 908, 1982), werden Aspekte der Verbindungsschicht mit mehreren schlecht definierten Begriffen wie Network-Access-Layer , Network-Access-Protocol sowie Netzwerkschicht , während die nächsthöhere Schicht als Internetwork-Schicht bezeichnet wird . In einigen modernen Lehrbüchern treten Netzwerkschnittstellenschicht , Host-zu-Netzwerkschicht und Netzwerkzugriffsschicht als Synonyme entweder für die Verbindungsschicht oder die Sicherungsschicht auf, häufig einschließlich der physikalischen Schicht.

Link-Layer-Protokolle

Die Verbindungsschicht im TCP/IP-Modell ist ein beschreibender Bereich von Netzwerkprotokollen, die nur auf dem lokalen Netzwerksegment (Link) arbeiten, mit dem ein Host verbunden ist. Solche Protokollpakete werden nicht an andere Netzwerke weitergeleitet. Die Verbindungsschicht umfasst die Protokolle, die die Kommunikation zwischen lokalen (on-link) Netzwerkknoten definieren, die den Zweck erfüllen, Verbindungszustände zwischen den lokalen Knoten aufrechtzuerhalten, wie z. B. die lokale Netzwerktopologie, und die normalerweise Protokolle verwenden, die auf dem Framing von Pakete, die für die Linktypen spezifisch sind.

Die von der Internet Engineering Task Force (IETF) spezifizierten Kernprotokolle in dieser Schicht sind das Address Resolution Protocol (ARP), das Reverse Address Resolution Protocol (RARP) und das Neighbor Discovery Protocol (NDP), das eine ähnliche Funktionalität bietet als ARP für IPv6 . Seit dem Aufkommen von IPv6 gilt Open Shortest Path First (OSPF) als auch auf Verbindungsebene, obwohl die IPv4- Version des Protokolls auf der Internetschicht betrachtet wurde .

IS-IS (RFC 1142) ist ein weiteres Link-State-Routing-Protokoll, das unter Berücksichtigung des TCP/IP-Modells in diese Schicht passt, es wurde jedoch innerhalb des OSI- Referenzstapels entwickelt, wo es ein Schicht-2-Protokoll ist. Es ist kein Internet-Standard .

Beziehung zum OSI-Modell

Die Verbindungsschicht des TCP/IP-Modells wird oft direkt mit der Kombination der Sicherungsschicht und der physikalischen Schicht im Protokollstapel der Open Systems Interconnection (OSI) verglichen . Obwohl sie in der technischen Abdeckung der Protokolle bis zu einem gewissen Grad deckungsgleich sind, sind sie nicht identisch. Die Verbindungsschicht in TCP/IP hat einen noch größeren Umfang und im Prinzip ein anderes Konzept und eine andere Klassifikationsterminologie. Dies kann beobachtet werden, wenn bestimmte Protokolle, wie beispielsweise das Address Resolution Protocol (ARP), das im TCP/IP-Modell auf die Verbindungsschicht beschränkt ist, oft zwischen die Sicherungsschicht von OSI und die Netzwerkschicht passen. Generell sollten direkte oder strikte Vergleiche vermieden werden, da die Schichtung bei TCP/IP kein wesentliches Designkriterium ist und im Allgemeinen als "schädlich" angesehen wird (RFC 3439).

Ein anderer Begriff, der manchmal auftaucht, Netzwerkzugriffsschicht , versucht die Nähe dieser Schicht zum physischen Netzwerk zu suggerieren. Diese Verwendung ist jedoch irreführend und nicht standardmäßig, da die Verbindungsschicht Funktionen beinhaltet, die einen größeren Umfang haben als nur den Netzwerkzugriff. Wichtige Link-Layer-Protokolle werden verwendet, um die Topologie des lokalen Netzwerks zu sondieren, Router und benachbarte Hosts zu entdecken, also Funktionen, die weit über den Netzwerkzugriff hinausgehen.

IETF-Standards

• RFC  1122 , „Anforderungen an Internet-Hosts – Kommunikationsschichten“, IETF, R. Braden (Herausgeber), Oktober 1989
• RFC  1123 , „Anforderungen an Internet-Hosts – Anwendung und Support“, IETF, R. Braden (Herausgeber), Oktober 1989
• RFC  893 , "Trailer Encapsulations", S. Leffler und M. Karels, April 1984
• RFC  826 , "An Ethernet Address Resolution Protocol", D. Plummer, November 1982
• RFC  894 , "Ein Standard für die Übertragung von IP-Datagrammen über Ethernet-Netzwerke", C. Hornig, April 1984
• RFC  1042 , "A Standard for the Transmission of IP Datagrams over IEEE 802 Networks", J. Postel und J. Reynolds, Februar 1988
• RFC  2740 , "OSPF für IPv6", R. Coltun et al., Dezember 1999

Siehe auch

• Adressauflösungsprotokoll
• Carrier-Sense-Mehrfachzugriff
• Carrier-Sense-Mehrfachzugriff mit Kollisionserkennung
• Datenübertragungsebene
• Ethernet

Verweise

Externe Links

• IEEE 802-Standards