Datenverbindungsprotokolle sind erforderlich, da sie eine zuverlässige und effiziente Kommunikation über eine physische Verbindung bieten und Probleme, die die physische Schicht allein nicht behandeln kann, angehen. Hier ist eine Aufschlüsselung ihrer Schlüsselrollen:
* Fehlererkennung und Korrektur: Die physische Schicht überträgt Rohbits, diese Bits können jedoch während der Übertragung aufgrund von Rauschen oder Störungen beschädigt werden. Datenverbindungsprotokolle enthalten Techniken wie Prüfsummen, cyclische Redundanzprüfungen (CRCs) und Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC), um diese Fehler zu erkennen und manchmal zu korrigieren. Ohne dies wären die empfangenen Daten unzuverlässig.
* Framing: Die physische Schicht überträgt einfach Bits. Datenverbindungsprotokolle organisieren diese Bits in sinnvollen Einheiten, die als Frames bezeichnet werden. Das Framing definiert den Start und Ende eines Rahmens, sodass der Empfänger vollständige Dateneinheiten identifizieren und verarbeiten kann. Ohne Rahmen würde der Empfänger Schwierigkeiten, zwischen getrennten Übertragungen zu unterscheiden.
* Flussregelung: Ein schneller Absender könnte einen langsamen Empfänger überwältigen. Datenverbindungsprotokolle implementieren Durchflusssteuerungsmechanismen, um sicherzustellen, dass der Absender Daten nicht schneller überträgt, als der Empfänger sie verarbeiten kann. Dies verhindert den Datenverlust und gewährleistet eine zuverlässige Kommunikation. Zu den Techniken gehören Schiebefensterprotokolle.
* Zugriffskontrolle: Wenn mehrere Geräte dieselbe physische Verbindung (wie ein LAN) teilen, sind Datenverbindungsprotokolle für die Verwaltung des Zugriffs von entscheidender Bedeutung. Sie verwenden Methoden wie CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access mit Kollisionserkennung) oder Token-Passing, um Zugriff zu koordinieren und Kollisionen zu verhindern. Ohne Zugangskontrolle wären Übertragungen chaotisch und unzuverlässig.
* Adressierung: Während sich die physische Schicht mit physischen Verbindungen befasst, umfassen Datenverbindungsprotokolle häufig Adressierungsmechanismen, um den Absender und den Empfänger auf demselben Link zu identifizieren. Dies ist für Multi-Gerätelemente von wesentlicher Bedeutung.
Im Wesentlichen überbrücken Datenverbindungsprotokolle die Lücke zwischen der physikalischen RAW -Übertragung und der zuverlässigen, organisierten Datenübertragung, die von höheren Ebenen (Netzwerkschicht und höher) benötigt wird. Sie verwandeln eine potenziell unzuverlässige physische Verbindung in einen zuverlässigeren Datenpfad.
