Couche de liaison - Définition

Modes de communication

Communication orientée connexion

Communication sans connexion

Liste des services de la Couche de liaison de données

• Encapsulation des paquets de données de la couche réseau dans des trames.
• Synchronisation des trames
• La sous-couche de Contrôle de la liaison logique (Logical link control - LLC) :
  • Le Contrôle d'erreur (Automatic Repeat reQuest, ARQ), en plus des ARQ fournis par quelques protocoles de la couche transport, des techniques forward error correction (FEC) fournies par la couche physique, et de la détection d'erreur et l'annulation de paquets fournis à toutes les couches, notamment la couche réseau. Le contrôle d'erreur de la couche de liaison de données (c'est-à-dire, la retransmission de paquets erronés) est fourni dans les réseaux sans-fil et les modems V.42 du réseau téléphonique, mais pas dans les protocoles LAN comme Ethernet, comme les erreurs de bit sont rares sur des fils courts. Dans ce dernier cas, seule la détection d'erreur et l'annulation de paquets erronés sont fournis.
• La sous-couche de Contrôle d'accès au support (Media access control - MAC) :
  • Protocoles d'accès multiple pour le contrôle d'accès au canal, par exemple les protocoles CSMA/CD pour la détection de collision et la retransmission dans les réseaux à bus Ethernet et les réseau à concentrateurs (hubs), ou le protocole CSMA/CA pour l'évitement des collisions dans les réseaux sans-fils.
  • Adressage physique (adressage MAC)
  • La commutation LAN (Commutation de paquets) incluant le filtrage MAC et le spanning tree protocol
  • La gestion de files d'attente des paquets de données ou leur ordonnancement
  • La commutation Store-and-forward ou cut-through
  • Le contrôle de la Qualité de service (QoS)
  • Les LAN virtuels (VLAN)

Sous-couches de la couche de liaison de données

La sous-couche Contrôle de la liaison logique (Logical Link Control - LLC)

La sous-couche la plus haute est celle du Contrôle de la liaison logique (Logical Link Control - LLC). Cette sous-couche multiplexe les protocoles fonctionnant au-dessus de la couche de liaison de données, et optionnellement, fournit le contrôle de flux, l'accusé réception et la correction d'erreur. Le LLC fournit l'adressage et le contrôle de la liaison de données. Il spécifie quels mécanismes doivent être utilisés pour adresser des stations sur le support de transmission et pour le contrôle de l'échange des données entre la machine de l'expéditeur et du destinataire.

La sous-couche de Contrôle d'accès au support (Media Access Control - MAC)

La sous-couche basse est celle du contrôle d'accès au support (Media Access Control - MAC). Les protocoles appartenant à cette sous-couche ont notamment comme fonction de réguler les émissions sur un support donné, en particulier lorsque plusieurs stations indépendantes sont susceptibles d'émettre à tout moment sur le même support (tel qu'un bus ethernet, habituellement géré par le protocole CSMA/CD). Appartiennent également à cette sous-couche la description des formats de trame (cellule élémentaire du transport d'information) et des méthodes de repérage des stations émettrices et réceptrices (adressage). Un des formats définis dans ce cadre utilise les adresses dites MAC, de 6 octets, attribuées de manière (normalement) univoque à des stations émettrices/réceptrices (cartes), notamment celles utilisées par ethernet, bluetooth et wifi.

Il y a deux formes de contrôle d'accès au support : distribuée et centralisée. Chacune d'elle peut être comparée à une communication entre plusieurs personnes. Dans une conversation "distribuée", nous attendons que plus personne ne parle pour prendre la parole. Si deux personnes se mettent à parler en même temps, ils s'arrêteront immédiatement, marqueront un temps d'arrêt et commenceront un jeu long et élaboré pour dire "je vous en prie, à vous d'abord". Dans une conversation "centralisée", l'un des participants est expressément chargé de répartir les temps de parole entre les différents interlocuteurs.

Les protocoles de la sous-couche MAC ont également comme attribution de spécifier la manière de séparer les trames : comment détecter sur le support qu'une trame se termine et qu'une autre démarre. Il y a quatre manières d'indiquer les séparations de trames : basée sur le temps, par comptage des caractères, par bourrage d'octets (byte stuffing) et par bourrage de bits (bit stuffing).

• L'approche basée sur le temps requiert simplement un intervalle minimal entre trames. Le principal défaut d'une telle méthode est qu'en cas de perturbation externe, la détection d'erreur est difficile.
• Le comptage de caractères est basé sur la transmission dans l'entête de trame du nombre de caractères de la trame (hors entête). Cette méthode, toutefois, est facilement perturbée si ce champ devient erroné d'une façon ou d'une autre, ce qui rend difficile la distinction entre trames.
• Le bourrage d'octets place en tête de trame une séquence d'octets particulière, telle que DLE STX, et en fin de trame une autre séquence particulière, telle que DLE ETX. Ces marques de début et de fin sont détectées à la réception et ôtées du message qui est transmis aux couches supérieures de gestion de la communication.
• De façon similaire, le bourrage de bits remplace ces marques de début et de fin par des motifs particuliers de bits ou "drapeaux" (par exemple, un 0, six bits 1 et un 0). L'apparition de ce motif de bits ailleurs qu'en extrémité de trame est évitée par l'insertion d'un bit : Pour reprendre l'exemple où le drapeau est 01111110, un 0 est systématiquement inséré après cinq 1 consécutifs, quelle que soit la valeur du bit suivant. La séquence 01111110 signale donc sans ambigüité une extrémité de trame. Les drapeaux et les 0 ainsi insérés sont éliminés à la réception. Cette méthode permet de disposer de trames de longueur arbitraire, faciles à distinguer.