Физический уровень (PhysicalLayer)

Физический уровень (Physicallayer) имеет дело с передачей битов по физическим каналам связи, таким, например, как коаксиальный кабель, витая пара, оптоволо­конный кабель или телефонная линия. К этому уровню имеют отношение характеристики физических сред передачи данных, такие как полоса пропускания, помехозащищенность, волновое сопротивление и другие. На этом же уровне определяются характеристики электрических сигналов, передающих диск­ретную информацию, например, крутизна фронтов импульсов, уровни напряже­ния или тока передаваемого сигнала, тип кодирования, скорость передачи сигналов. Кроме этого, здесь стандартизуются типы разъемов и назначение каждого контакта. Функции физического уровня реализуются во всех устройствах, подключен­ных к сети. Со стороны компьютера функции физического уровня выполняются сетевым адаптером.

Канальный уровень (DataLinkLayer)

На физическом уровне просто пересылается битовый поток. На канальном уровне биты группируются в наборы, называемые кадрами (frames). Функции канального уровня определяются по-разному в зависимости от вида сети.

В локальных сетях, где к одной передающей среде подключено множество компьютеров, канальный уровень должен осуществлять доставку кадра между любыми двумя узлами сети. В этом случае в функции канального уровня входит адресация компьютеров при помощи физических адресов –числовых идентификаторов, обычно имеющих длину 6 байт, уникальность которых обеспечивается производителями сетевых устройств. Физический адрес является неизменяемым атрибутом сетевого адаптера компьютера или другого сетевого устройства.При этомв локальных сетях, где, как правило, линии связи совместно используются (разделяются от англ. sharing) поперемен­но несколькими парами взаимодействующих компьютеров, физическая среда пе­редачи может быть занята. Поэтому важной задачей канального уровня при работе в локальных сетях с разделяемыми линиями связиявляется проверка доступности среды передачи.

В глобальных сетях канальный уровень обеспечивает доставку кадра между двумя узлами сети, соединенными индивидуальной линией связи. При этом в функциях адресации компьютеров, а также проверки доступности среды передачи нет необходимости.

Другой задачей канального уровня является реализация механизмов обнаружения и коррекции ошибок. Канальный уровень обеспечивает корректность передачи каждого кадра, помещая специальную последовательность бит в начало и конец каждого кадра для его выделения, а также вычисляет контрольную сумму, обрабатывая все байты кадра определенным способом и добавляя контрольную сумму к кадру. Когда кадр приходит по сети, получатель снова вычисляет контрольную сумму полученных данных и сравнивает результат с контрольной суммой из кадра. Если они совпадают, кадр считается правильным и принимается. Если же контрольные суммы не совпадают, то фиксируется ошибка.

В некоторых случаях на канальный уровень возлагаются функции обеспечения надежной доставки кадра, которые реализуются при помощи специальных процедур установления соединения и подтверждения приема кадра.

Функции проверки доступности среды передачи и адресации компьютеров часто выделяют в отдельный подуровень MAC (MediumAccessControl, подуровень доступа к среде), а физические адреса называют MAC -адресами. Функции обеспечения надежной доставки кадра выделяют в вышележащий подуровень LLC (LogicalLinkControl, управление логическим каналом).

Структура канального уровня ISO/ OSI

В компьютерах функции канально­го уровня реализуются сетевыми адаптерами и их драйверами.В целом канальный уровень представляет собой весьма мощный и законченный набор функций по пересылке сообщений между узлами сети. В некоторых случаях протоколы канального уровня оказываются самодостаточными транспортными средствами и могут допускать работу поверх них непосредственно протоколов при­кладного уровня или приложений, без привлечения средств сетевого и транспорт­ного уровней.

Тем не менее, для обеспечения качественной транспортировки сообщений в составных сетях, имеющих сложную топологию и альтернативные маршруты для передачи пакетов,  функций канального уровня оказывается недо­статочно, поэтому в модели OSI решение этой задачи возлагается на два следующих уровня — сетевой и транспортный.