طبقة ارتباط البيانات وعملية التضمين في الكمبيوتر الشخصي المتصل بالإنترنت
عندما يتصل جهاز الكمبيوتر الشخصي بشبكة الإنترنت، تحدث عملية تُعرف بـالتضمين (Encapsulation)، وهي عملية أساسية في نموذج الشبكات الذي يُقسم إلى طبقات. في هذه العملية، تُضاف معلومات التحكم من كل طبقة إلى البيانات وهي تنتقل نزولًا في مكدس البروتوكولات. وبالنسبة لطبقة ارتباط البيانات (Data Link Layer)، وهي الطبقة الثانية في نموذج OSI، يحدث ما يلي:
تأطير البيانات (Framing)
تستقبل طبقة ارتباط البيانات رزم البيانات (packets) من الطبقة العليا (طبقة الشبكة).
تقوم هذه الطبقة بتغليف كل رزمة ضمن إطار (frame). الإطار هو وحدة البيانات الأساسية التي تتعامل معها طبقة ارتباط البيانات.
يتضمن هذا الإطار رؤوسًا (headers) وتذييلات (trailers) تضاف إلى رزمة البيانات الأصلية.
إضافة العناوين المادية (MAC Addresses)
يُضاف إلى رأس الإطار عنوان MAC الخاص بالمرسل (Source MAC Address)، وهو العنوان المادي لبطاقة الشبكة في جهاز الكمبيوتر الشخصي.
كما يُضاف عنوان MAC الخاص بالمستقبل (Destination MAC Address)، وهو عنوان بطاقة الشبكة للجهاز التالي في المسار (مثل جهاز التوجيه - Router) الذي سيستقبل الإطار في الشبكة المحلية.
فحص الأخطاء (Error Checking)
تُضيف طبقة ارتباط البيانات حقلًا خاصًا في تذييل الإطار، يُعرف باسم تسلسل فحص الإطار (Frame Check Sequence - FCS) أو التحقق الدوري من التكرار (Cyclic Redundancy Check - CRC).
يُستخدم هذا الحقل للكشف عن الأخطاء التي قد تحدث أثناء نقل الإطار عبر الوسيط المادي. إذا اكتشف الجهاز المستلم خطأً، فإنه عادةً ما يتجاهل الإطار أو يطلب إعادة إرساله.
التحكم بالوصول إلى الوسيط (Media Access Control - MAC)
في الشبكات المشتركة (مثل شبكات Ethernet القديمة أو الشبكات اللاسلكية)، تُحدد طبقة ارتباط البيانات كيفية وصول الأجهزة المتعددة إلى نفس وسيط النقل دون تضارب.
تضمن هذه العملية أن جهاز الكمبيوتر الشخصي يتبع القواعد اللازمة لإرسال الإطار إلى الشبكة دون التسبب في تصادمات أو تداخلات.
نقل الإطار إلى الطبقة الفيزيائية
بمجرد أن يتم "تأطير" البيانات وإضافة العناوين وفحص الأخطاء، يصبح الإطار جاهزًا للانتقال إلى الطبقة الأدنى، وهي الطبقة الفيزيائية (Physical Layer).
تقوم الطبقة الفيزيائية بتحويل هذا الإطار إلى إشارات كهربائية أو ضوئية أو لاسلكية ليتم إرسالها عبر الكابل أو الهواء إلى الجهاز التالي في الشبكة.
باختصار، خلال عملية التضمين في طبقة ارتباط البيانات، يتم تغليف البيانات المستلمة من طبقة الشبكة في إطارات، تُضاف إليها عناوين MAC للمرسل والمستقبل، ويتم إضافة معلومات فحص الأخطاء، ويُطبق التحكم بالوصول إلى الوسيط قبل تمريرها إلى الطبقة الفيزيائية للإرسال الفعلي.