Datenübertragungsrahmen - der Datenframe:

In diesem Thema wird ausführlich erklärt, was mit dem Datenübertragungsrahmen passiert, wenn er sich durch ein Netzwerk bewegt. Die an einen Rahmen angehängten Informationen werden durch das verwendete Protokoll bestimmt.

Die Datenverbindungsschicht bereitet die eingekapselten Daten (normalerweise ein IPv4- oder IPv6-Paket) für den Transport über die lokalen Medien vor, indem sie sie mit einem Header und einem Trailer kapselt, um einen Rahmen zu erstellen.

Das Datenverbindungsprotokoll ist für die NIC(Network Interface Card, Netzwerkkarte)-zu-NIC-Kommunikation innerhalb desselben Netzwerks verantwortlich. Obwohl es viele verschiedene Datenverbindungsschichtprotokolle gibt, die Datenverbindungsschicht-Frames beschreiben, hat jeder Frame-Typ drei grundlegende Teile:

• Header 
• Daten
• Trailer

Im Gegensatz zu anderen Verkapselungsprotokollen hängt die Datenverbindungsschicht Informationen in Form eines Anhängers am Ende des Frames an.

Alle Protokolle der Datenverbindungsschicht kapseln die Daten innerhalb des Datenfeldes des Frames ein. Die Struktur des Rahmens und die im Header und Trailer enthaltenen Felder variieren jedoch je nach Protokoll.

Es gibt keine einheitliche Rahmenstruktur, die den Anforderungen des gesamten Datentransports über alle Arten von Medien gerecht wird. Je nach Umgebung variiert die Menge der im Frame benötigten Kontrollinformationen, um den Anforderungen der Zugangskontrolle der Medien und der logischen Topologie zu entsprechen. So muss ein WLAN-Frame beispielsweise Verfahren zur Kollisionsvermeidung enthalten und erfordert daher im Vergleich zu einem Ethernet-Frame zusätzliche Kontrollinformationen.

In einem fragilen Umfeld sind mehr Kontrollen erforderlich, um die Lieferung zu gewährleisten. Die Kopf- und Anhängerfelder sind größer, da mehr Kontrollinformationen benötigt werden. Es sind noch stärkere Anstrengungen erforderlich, um die Zustellung zu gewährleisten. Dies bedeutet höhere Kosten und langsamere Übertragungsraten.

Frame Fields - Rahmenfelder:

Durch das Framing wird der Datenstrom in entzifferbare Gruppierungen aufgeteilt, wobei die Steuerinformationen im Header und im Trailer als Werte in verschiedene Felder eingefügt werden. Dieses Format gibt den physikalischen Signalen eine Struktur, die von den Knoten erkannt und am Zielort in Pakete dekodiert wird. Die Standards für ein bestimmtes Datenverbindungsprotokoll definieren das eigentliche Rahmenformat.

Zu den Rahmenfeldern gehören die folgenden:

• Rahmenstart- und -stoppanzeigeflaggen - werden verwendet, um die Anfangs- und Endgrenzen des Rahmens zu identifizieren.
• Adressierung - Zeigt die Quell- und Zielknoten auf den Medien an.
• Typ - Identifiziert das Schicht-3-Protokoll im Datenfeld.
• Kontrolle - Identifiziert spezielle Dienste zur Flusskontrolle, wie z.B. die Dienstqualität (QoS). QoS gibt bestimmten Arten von Nachrichten Priorität bei der Weiterleitung. Beispielsweise erhalten Voice-over-IP-Frames (VoIP) normalerweise Priorität, da sie empfindlich auf Verzögerungen reagieren.
• Daten - Enthält die Frame-Nutzlast (d. h. den Paketkopf, den Segmentkopf und die Daten).
• Fehlererkennung - Wird nach den Daten zur Bildung des Trailers eingefügt.

Datenverbindungsschichtprotokolle fügen am Ende jedes Frames einen Trailer hinzu. In einem Prozess, der Fehlererkennung genannt wird, stellt der Trailer fest, ob der Frame ohne Fehler angekommen ist. Er legt eine logische oder mathematische Zusammenfassung der Bits, aus denen der Rahmen besteht, in den Trailer. Die Datenverbindungsschicht fügt eine Fehlererkennung hinzu, da die Signale auf dem Medium Interferenzen, Verzerrungen oder Verlusten ausgesetzt sein könnten, die die Bitwerte, die diese Signale darstellen, wesentlich verändern würden.

Ein Sendeknoten erstellt eine logische Zusammenfassung des Inhalts des Rahmens, die als CRC-Wert (Cyclic Redundancy Check) bezeichnet wird. Dieser Wert wird in das Feld für die Rahmenprüfungssequenz (FCS) gesetzt, um den Inhalt des Rahmens darzustellen. Im Ethernet-Trailer bietet die FCS dem empfangenden Knoten eine Methode, mit der er feststellen kann, ob der Rahmen Übertragungsfehler aufweist.