Передача с установлением соединения и без установления соединения
При передаче кадров данных на канальном уровне используются как дейтаграммные процедуры, работающие без утановления соединения (connectionless), так и процедуры с предварительным установлением логического соединения (connection-oriented).
При дейтаграммной передаче никаких предварительных действий перед отправкой данных не выполняется (предполагается, что получатель всегда готов принять пакет), поэтому доставка пакета получателю не гарантируется (рис. 4.28 а).
Рис. 4.28 - Протоколы а) без установления соединения б) с установлением соединения (б)
При передаче с установлением соединения перед началом передачи данных узлу-получателю отправляется служебный кадр специального формата с запросом на установление соединения (рис. 4.28 б). Если узел-получатель может принять данные, то он посылает узлу-отправителю другой служебный кадр, подтверждающий установление соединения и предлагающий параметры для данного логического соединения (например идентификатор соединения, максимальное значение поля данных кадров, которые будут использоваться в рамках данного соединения, и т. п.). Узел-получатель завершает процесс установления соединения отправкой третьего служебного кадра, в котором принимает предложенные параметры. На этом логическое соединение считается установленным, и в его рамках можно передавать информационные кадры с пользовательскими данными. После передачи некоторого законченного набора кадров, получатель посылает отправителю квитанцию успешного получения данных, а тот, в свою очередь, инициирует разрыв данного логического соединения, посылая соответствующий служебный кадр. Узел-получатель подтверждает разрыв соединения.
Дейтаграммный метод работает быстро, потому что отсутствует процедура предварительного установления соединения, но при этом трудно организовать в рамках протокола отслеживание факта доставки кадра узлу назначения.
Передача с установлением соединения более надежна, но требует больше времени для передачи данных и вычислительных затрат от конечных узлов.
Дейтаграммные протоколы поддерживают только один тип кадра – информационный, протоколы, работающие по процедуре с установлением соединения - несколько типов кадров (служебные для установления и разрыва соединения, информационные).
Протоколы с установлением соединения могут обладать многими дополнительными свойствами, отсутствующими у дейтаграммных протоколов, например, способностью восстанавливать искаженные и потерянные кадры.
Обнаружение и коррекция ошибок
Большая часть протоколов канального уровня решает только задачу обнаружения ошибок передачи данных, связанных с искажением бит в принятом кадре данных или с потерей кадра. Функция исправления ошибок, т.е. повторной передачи потерянных данных или данных, содержавших искаженную информацию, не является обязательной для протоколов канального уровня. В случае, если канальный уровень не может самостоятельно решить задачу исправления ошибок, данная задача решается протоколами верхних уровней. Так работают, например, протоколы Ethernet, Token Ring, FDDI. Однако существуют протоколы канального уровня, например LLC2 или LAP-B, которые самостоятельно решают задачу корректировки ошибок.
Для сетей, в которых искажения и потери кадров редки, разрабатываются протоколы, в которых не предусматриваются процедуры устранения ошибок, т.к. наличие данных процедур требует дополнительных вычислительных затрат, которые в условиях надежной работы сети являлись бы избыточными.
Напротив, если в сети искажения и потери случаются часто, то желательно уже на канальном уровне использовать протокол с коррекцией ошибок. Если этого не сделать, то протоколы верхних уровней исправят ошибки с большой задержкой. Таким образом, каждый протокол должен работать в тех условиях, для которых он разработан.