Lớp liên kết dữ liệu là một trong 7 lớp trong mô hình OSI (Open Systems Interconnection). Chức năng chính của lớp này là cung cấp khả năng truyền thông dữ liệu giữa các thiết bị trong cùng một mạng.
1.Các chức năng của lớp liên kết dữ liệu
- Đóng gói dữ liệu: Lớp liên kết dữ liệu đóng gói dữ liệu từ lớp mạng thành các khung (frame) để truyền đi.
- Phân đoạn và lắp ghép khung: Lớp này chia nhỏ dữ liệu thành các khung nhỏ hơn để tránh việc truyền lại toàn bộ dữ liệu khi một lỗi xảy ra. Sau đó, nó sẽ lắp ghép các khung để tạo lại dữ liệu ban đầu.
- Điều khiển luồng: Lớp liên kết dữ liệu quản lý lưu lượng dữ liệu trên mạng bằng cách sử dụng các kỹ thuật như kiểm soát luồng ngược (backpressure) và kiểm soát luồng tiến (flow control).
- Kiểm tra lỗi: Lớp liên kết dữ liệu sử dụng các thuật toán kiểm tra lỗi để phát hiện và sửa chữa các lỗi trong quá trình truyền dữ liệu.
2.Các phương thức truyền dữ liệu
Truyền tin đồn (Half-duplex)
Trong phương thức này, các thiết bị chỉ có thể truyền hoặc nhận dữ liệu tại một thời điểm. Điều này có nghĩa là cùng một kênh được sử dụng cho cả việc truyền và nhận dữ liệu.
Để tránh xung đột khi truyền dữ liệu, phương thức truyền tin đồn sử dụng giao thức CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), trong đó các thiết bị sẽ kiểm tra xem kênh truyền có rảnh hay không trước khi truyền.
Truyền toàn dù (Full-duplex)
Phương thức truyền toàn dù là một phương thức truyền dữ liệu trong đó các thiết bị có khả năng truyền và nhận dữ liệu cùng một lúc thông qua việc sử dụng các kênh riêng biệt cho từng thiết bị. Tức là, mỗi thiết bị sẽ có một kênh riêng để gửi và nhận dữ liệu, điều này giúp tránh tình trạng xung đột khi nhiều thiết bị cố gắng gửi dữ liệu đồng thời trên cùng một kênh.
Phương thức truyền toàn dù giúp tăng tốc độ truyền dữ liệu và giảm độ trễ trong quá trình truyền. Khi nhiều thiết bị sử dụng cùng một kênh truyền, chúng sẽ cạnh tranh với nhau để truyền dữ liệu, dẫn đến một số gói tin bị mất hoặc bị trì hoãn. Trong khi đó, với phương thức truyền toàn dù, mỗi thiết bị có thể sử dụng một kênh riêng biệt, do đó không có tình trạng cạnh tranh xảy ra và giúp cho tốc độ truyền dữ liệu được cải thiện đáng kể.
Ngoài ra, việc sử dụng các kênh riêng biệt cũng giúp giảm độ trễ trong quá trình truyền dữ liệu. Khi nhiều thiết bị sử dụng cùng một kênh truyền, thời gian phản hồi của từng thiết bị có thể bị kéo dài do tình trạng xung đột và cạnh tranh. Tuy nhiên, với phương thức truyền toàn dù, mỗi thiết bị có thể sử dụng một kênh riêng biệt, do đó thời gian phản hồi của từng thiết bị được cải thiện, giảm độ trễ trong quá trình truyền dữ liệu.
3.Các giao thức của lớp liên kết dữ liệu
PPP (Point-to-Point Protocol)
PPP (Point-to-Point Protocol) là một giao thức được sử dụng để kết nối các máy tính thông qua một mạng điện thoại hoặc đường dây thuê bao. PPP có thể được sử dụng để truyền dữ liệu giữa hai điểm cuối của một kết nối điểm-điểm, ví dụ như giữa một máy tính cá nhân và một máy chủ.
PPP cho phép các thiết bị truyền tải dữ liệu với độ tin cậy cao hơn bằng cách sử dụng các thủ tục kiểm tra lỗi, tái kết nối tự động và khả năng xác định khi một kết nối đã được thiết lập thành công. Điều này giúp đảm bảo rằng dữ liệu được truyền tải một cách hiệu quả và không bị mất hoặc bị sai sót trong quá trình truyền.
Ngoài ra, PPP cũng sử dụng các kỹ thuật mã hóa để đảm bảo tính bảo mật của dữ liệu truyền qua mạng. Các kỹ thuật này có thể bao gồm mã hóa đối xứng, mã hóa không đối xứng và mã hóa bí mật. Khi sử dụng các kỹ thuật mã hóa này, dữ liệu được mã hóa trước khi được truyền đi, và chỉ có người nhận mới có thể giải mã dữ liệu này.
Vì vậy, PPP là một giao thức quan trọng trong việc kết nối các thiết bị trên mạng điện thoại hoặc đường dây thuê bao với tính bảo mật cao. Nó cũng cho phép truyền tải dữ liệu một cách hiệu quả và đáng tin cậy hơn so với các giao thức khác.
Ethernet
Ethernet là một giao thức liên kết dữ liệu được sử dụng rộng rãi nhất trong các mạng máy tính hiện nay. Nó cho phép truyền tải các gói dữ liệu qua mạng giữa các thiết bị như máy tính, switch, router, và các thiết bị mạng khác.
Giao thức Ethernet sử dụng phương thức truyền toàn dù, có nghĩa là tất cả các thiết bị kết nối đều có thể nhận được tín hiệu cùng một lúc, mà không cần phải yêu cầu máy chủ hay bộ định tuyến trung tâm để phân phối tín hiệu. Điều này đảm bảo rằng các thiết bị có thể đồng bộ hóa và trao đổi thông tin với nhau một cách hiệu quả.
Ngoài ra, Ethernet cũng sử dụng giao thức CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), nghĩa là kiểm tra xem kênh truyền có sẵn hay không, và nếu có đụng độ, nó sẽ phát hiện và ngắt kết nối để tránh xung đột. Điều này giúp đảm bảo rằng các gói dữ liệu được truyền đi một cách hiệu quả và đảm bảo không có lỗi xảy ra trong quá trình truyền tải.
Ethernet có nhiều tốc độ truyền khác nhau, bao gồm 10Mbps, 100Mbps, 1Gbps, 10Gbps, 40Gbps và 100Gbps. Tốc độ truyền tải thường dựa trên cách kết nối của các thiết bị với nhau, cũng như các yếu tố khác như băng thông, độ trễ, và chi phí. Người dùng có thể lựa chọn tốc độ truyền tải phù hợp với nhu cầu của mình.
