Couche liaison de données : tout savoir sur le deuxième niveau du modèle OSI

La couche liaison de données cor­res­pond au deuxième niveau du modèle OSI et assure le bon transfert des bits dans les paquets de données. En plus de prendre en charge le por­tion­ne­ment et la sur­veil­lance lors du transfert, elle contribue aussi de manière active à la ré­so­lu­tion des problèmes.

La couche liaison de données, également connue sous le nom de « data link layer », constitue le deuxième niveau du modèle OSI. Elle agit comme une « couche protocole » et garantit le bon transfert des trames dans le cadre d’une connexion physique. La tâche de cette couche au sein du modèle OSI compte donc parmi les plus im­por­tantes. Ce modèle divise les processus né­ces­saires dans le domaine des tech­no­lo­gies de l’in­for­ma­tique et du réseau pour trans­cen­der les limites ma­té­rielles et lo­gi­cielles en matière de com­mu­ni­ca­tion.

Le modèle de référence comporte sept couches dif­fé­rentes ; elles s’appuient les unes sur les autres tout en s’ac­quit­tant de leurs propres tâches, clai­re­ment définies. Les couches ap­pa­rais­sent dans l’ordre suivant :

1. Couche physique (« physical layer »)
2. Couche liaison de données (« data link layer »)
3. Couche réseau (« network layer »)
4. Couche transport (« transport layer »)
5. Couche session (« session layer »)
6. Couche pré­sen­ta­tion (« pre­sen­ta­tion layer »)
7. Couche ap­pli­ca­tion (« ap­pli­ca­tion layer »)

Pour com­prendre les fonctions proposées par la couche liaison de données, il convient de s’in­té­res­ser à la couche qui la précède ; la couche physique permet en effet d’activer, de dé­sac­ti­ver et de sur­veil­ler les con­nexions physiques entre deux systèmes. Les données peuvent ainsi être trans­fé­rées depuis l’émetteur vers le des­ti­na­taire. Toutefois, cette couche ne procède à aucune éva­lua­tion : elle transfère les données sans vérifier leur contenu et sans les struc­tu­rer.

C’est justement ici que la couche liaison de données entre en scène. Elle permet de coder, de décoder et d’organiser les dif­fé­rents bits, mais aussi de les préparer sous forme de trames de données. Ainsi, elle crée des paquets de données ou décompose les plus grands d’entre eux en ensembles plus petits.

Les données sont ensuite trans­fé­rées de la couche liaison de données à la couche qui lui succède. Elles sont donc adressées et trans­fé­rées à la couche réseau. La « data link layer » assure le bon transfert des trames et permet de trans­for­mer les con­nexions système non sé­cu­ri­sées en con­nexions système sé­cu­ri­sées.

La com­mu­ni­ca­tion au niveau de la couche liaison de données peut être établie avec ou sans connexion. Dans le premier cas, toutes les données qui doivent être trans­fé­rées sont dotées d’une adresse source et d’une adresse cible. Dans le deuxième cas, il est né­ces­saire d’établir des con­nexions logiques entre l’émetteur et le des­ti­na­taire au préalable.

En plus de la mise en place et de la sup­pres­sion des dif­fé­rentes sections réseau, mais aussi de la struc­tu­ra­tion des dif­fé­rents bits en trames, la couche liaison de données prend également en charge la sur­veil­lance pendant et après le transfert, ainsi que la détection et l’éli­mi­na­tion des erreurs. Pour ce faire, elle commence par analyser les dif­fé­rents modèles de bits au sein des trames pour détecter les problèmes et les erreurs suf­fi­sam­ment tôt.

En cas d’ir­ré­gu­la­rité, la couche liaison de données prévient les couches qui lui succèdent. Le des­ti­na­taire peut alors réor­ga­ni­ser les trames n’ayant pas été trans­fé­rées dans le bon ordre, tandis que la couche liaison de données vérifie l’intégrité des dif­fé­rents paquets.

Pour ce faire, la couche liaison de données OSI contrôle le flux de données afin de détecter toute connexion physique saturée et in­ter­ve­nir en con­sé­quence. En cas de res­tric­tions, ces in­for­ma­tions sont diffusées par les appareils voisins et un réa­che­mi­ne­ment est amorcé, s’il est possible.

La couche liaison de données est cons­ti­tuée de deux sous-couches : la sous-couche de contrôle d’accès au support logique MAC (Medium Access Control) jouxte la couche physique (soit la première couche), tandis que la sous-couche de contrôle de la liaison logique LLC (Logical Link Control) borde la couche réseau (soit la troisième couche). Les services proposés par la couche liaison de données peuvent être dé­com­po­sés en trois ca­té­go­ries :

Quand des trames sont envoyées au des­ti­na­taire par cet in­ter­mé­diaire, celui-ci n’en accuse pas réception. Si les paquets de données viennent à être en­dom­ma­gés ou perdus, il n’est pas possible de les restaurer. Pour les trans­ferts de ce type, les con­nexions doivent donc être par­ti­cu­liè­re­ment sé­cu­ri­sées ; il est également possible de confier la cor­rec­tion des erreurs à un niveau supérieur. Cette méthode peut également être envisagée lorsqu’un transfert de données est né­ces­saire im­mé­dia­te­ment et qu’il revêt plus d’im­por­tance qu’un transfert complet.

Dans la plupart des cas, nous con­seil­lons néanmoins aux émetteurs de pri­vi­lé­gier cette méthode, car le transfert est confirmé à chaque fois. Si un transfert ne parvient pas à sa des­ti­na­tion ou si certains éléments se perdent en cours de route, ils ne reçoivent aucune con­fir­ma­tion et peuvent donc essayer à nouveau de trans­fé­rer ces données. Ils peuvent ainsi s’assurer que toutes les trames par­vien­nent au des­ti­na­taire.

Les services orientés connexion de la couche liaison de données restent toutefois la méthode la plus sûre. Dans ce cas de figure, un numéro spé­ci­fique est attribué à chaque paquet de données et com­mu­ni­qué à l’émetteur comme au des­ti­na­taire. Avant chaque échange, ceux-ci éta­blis­sent une connexion. Les deux in­ter­lo­cu­teurs peuvent ainsi s’assurer que chaque paquet est vraiment transféré cor­rec­te­ment et une seule fois, et qu’il atteint bien sa des­ti­na­tion.

Nombreux sont les pro­to­coles qui peuvent être rattachés à la couche liaison de données OSI. Vous trouverez quelques exemples ci-dessous :

• 1-Wire
• ARCnet
• ARP
• ATM
• Ethernet
• HDLC
• LLC/MAC
• MIL-STD-1553
• PPP
• SpaceWire
• Token Ring
• UNI/O
• V.120
• X.75