روش های قاب بندی در لایه پیوند داده ها

روش های قاب بندی در لایه پیوند داده ها

به منظور تهیه خدمات برای لایه شبکه، لایه پیوند داده ها باید از خدماتی که لایه فیزیکی برای آن تدارک دید استفاده کند. لایه فیزیکی رشته خاصی از بیت ها را دریافت کرده سعی می کند آن را به مقصد تحویل دهد. تضمینی نیست که این رشته بیتی بدون خطا باشد. امکان دارد تعداد بیت های دریافت شده کمتر، مساوی یا بیشتر از تعداد بیت های ارسال شده باشد و مقادیر آنها نیز متفاوت باشد. وظیفه پیوند داده ها تشخیص خطا و در صورت لزوم تصحیح آنها است.

روش معمول برای لایه پیوند داده ها، شکستن جریان بیتی به قاب های مجزا و محاسبه جمع کنترلی برای هر قاب است. وقتی قابی به مقصد می رسد، جمع کنترلی دوباره محاسبه می شود. اگر این جمع کنترلی با جمع کنترلی موجود در قاب متفاوت باشد، لایه پیوند داده ها تشخیص می دهد که خطایی رخ داد و سعی می کند آنها را رفع نماید.

 

یک روش قاب بندی در لایه پیوند داده ها درج فواصل زمانی بین قاب هاست. به هر حال، در شبکه ها زمان بندی به ندرت تضمین میشود، لذا ممکن است این فواصل زمانی از بین بروند یا در حین انتقال، فواصل زمانی دیگری درج شوند.

از آنجایی که تکیه به این زمانبندی برای مشخص کردن ابتدا و انتهای قاب ها، ریسک است، روش های دیگری ابداع شد.

برای قاب بندی داده ها در لایه پیوند داده چهار روش وجود دارد:

 

شمارش کاراکترها

در روش اول، فیلدی در سرآیند قاب، برای نگهداری تعداد کارکترهای قاب به کار می رود. وقتی لایه پیوند داده ها در مقصد، تعداد کاراکترها را می بیند، می فهد چند کارکتر بعد از آن قرار دارد و لذا انتهای قاب برایش مشخص است. مشکل این الگوریتم این است که تعداد کاراکترها ممکن است در اثر بروز خطا مخدوش شود.

 

بایت های نشانگر با درج بایت

در دومین روش قاب بندی، برای حل مسئله همگام سازی پس از بروز خطا، در ابتدا و انتهای هر قاب، بایت ویژه ای قرار می گیرد. در گذشته بایت های شروع و پایان متفاوت بودند اما در سال های اخیر اغلب قراردادها از بایتی به نام بایت نشانگر در ابتدا و انتهای قاب استفاده کردند.

در این روش اگر گیرنده همگامی را از دست بدهد بایت نشانگر را جستوجو می کند تا انتهای قاب فعلی را تشخیص دهد. دو بایت نشانگر متوالی، انتهای یک قاب و شروع قاب بعدی را مشخص می کند. عیب عمده این روش وقتی مشخص می شود که وقتی داده های دودویی مثل برنامه های زبان ماشین یا اعداد ممیز شناو باید انتقال داده شوند. ممکن است الگوی بیتی بایت نشانگر مطابق با بایت های موجود در داده ها باشد. این وضعیت با قاب بندی تداخل پیدا میکند. یک روش حل مسئله این است که لایه پیوند داده ها در فرستنده، بایت گریز خاصی را قبل از بایت نشانگر تصادفی در داده ها قرار می دهد. لایه پیوند داده ها در گیرنده، بایت گریز را قبل از تحویل آن به لایه شبکه حذف میکند. این تکنیک، درج بایت یا درج کاراگتر نام دارد، لذا برای تمایز باید نشانگر قاب بندی از بایتی که در داده ها وجود دارد، به این صورت عمل می شود که اگر قبل از آن باید، بایت گریز وجود داشته باشد، بایت نشانگر قاب بندی است وگرنه بایت داده ها است.

 

نشانگرهای آغازی و پایانی با درج بیت

الگوی درج بایت ،حالت ساده شده چیزی است که در قرارداد PPP استفاده میشود. اغلب کامپیوترهای خانگی برای اتصال به ISP از این قراردادها استفاده می کنند.

عیب این روش این است که از کراکترهای 8 بیتی استفاده می کند. برای تمام کدها از کراکترهای 8 بیتی استفاده نمی شود. در روش جدید طول هر قالب می تواند هر چند بیتی باشد و هر کراکتر نیز می تواند چند بیت باشد.

 

نقص رمزگذاری لایه فیزیکی

آخرین روش قاب بندی فقط در شبکه هایی قابل استفاده است که رمزگذاری در رسانه فیزیکی، شامل برخی زواید باشد. بعنوان مثال، بعضی از شبکه های محلی، 1 بیت از داده ها  را با 2 بیت فیزیکی رمزگذاری می کنند. معمولا بیت 1 بصورت زوج بالا به پایین و بیت 0 بصورت  زوج پایین به بالا است. ترکیبی از بالا – بالا و پایین – پایین برای داده ها مورد استفاده قرار نمی گیرد. بلکه در بعضی از قراردادها برای تفکیک قاب ها به کار می رود. معنای این طرح این است که هر بیت داده دارای گذری در وسط است که موجب می شود گیرنده به راحتی مرزهای بیت را تعیین کند.