Livello di collegamento dati

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Il livello di collegamento dati è il secondo livello nel modello Open Systems Interconnection (OSI). Gestisce il trasporto affidabile di pacchetti di dati attraverso reti fisiche, gestisce il rilevamento e la correzione degli errori e regola l'accesso alla rete.

Contesto storico del livello di collegamento dati

Il concetto di livello di collegamento dati risale allo sviluppo del modello OSI tra la fine degli anni '70 e l'inizio degli anni '80 da parte dell'Organizzazione internazionale per la standardizzazione (ISO). Questo modello è stato concepito per creare un ambiente aperto per lo sviluppo e l'interoperabilità tra dispositivi e software di rete. Il modello OSI suddivide il complesso processo di comunicazione da computer a computer in sette livelli gestibili. Il livello di collegamento dati, essendo il secondo, è stato ideato per fornire un trasferimento dati affidabile ed efficiente tra dispositivi su un supporto fisico.

Approfondimento del livello di collegamento dati

Il livello di collegamento dati svolge diverse funzioni cruciali all'interno del modello OSI:

  1. Sincronizzazione dei fotogrammi: divide il flusso di bit ricevuto dal livello di rete in unità di dati gestibili chiamate frame.

  2. Indirizzamento fisico: Se i frame devono essere distribuiti su diversi sistemi sulla rete, il livello di collegamento dati aggiunge un'intestazione al frame per definire l'indirizzo fisico del computer di destinazione.

  3. Controllo del flusso: Se la velocità con cui i dati vengono presi dal ricevitore è inferiore alla velocità prodotta dal mittente, il livello di collegamento dati impone un meccanismo di controllo del flusso per evitare di sovraccaricare il ricevitore.

  4. Controllo degli errori: Aggiunge affidabilità al livello fisico aggiungendo meccanismi per rilevare e ritrasmettere frame danneggiati o persi. Impedisce inoltre la duplicazione dei frame utilizzando sistemi di riconoscimento.

  5. Controllo di accesso: Quando due o più dispositivi sono collegati allo stesso collegamento, i protocolli di collegamento dati sono necessari per determinare quale dispositivo ha il controllo sul collegamento in un dato momento.

La struttura interna del livello di collegamento dati

Il livello di collegamento dati è suddiviso in due sottolivelli per svolgere le sue funzioni in modo efficace:

  1. Controllo del collegamento logico (LLC): questo sottolivello superiore è responsabile della sincronizzazione dei frame, del controllo del flusso e del controllo degli errori.

  2. Controllo dell'accesso ai media (MAC): Il sottolivello inferiore, MAC, è responsabile della gestione del modo in cui un dispositivo sulla rete ottiene l'accesso ai dati e l'autorizzazione a trasmetterli.

Caratteristiche principali del livello di collegamento dati

  • Inquadratura: Il framing è il processo di creazione di frame dai datagrammi o pacchetti del livello di rete. Questi frame vengono inviati al livello fisico per essere inoltrati.

  • Indirizzamento fisico: Fornisce un'identificazione univoca a ciascun dispositivo sulla rete.

  • Errore e controllo del flusso: Garantisce una connessione affidabile applicando tecniche di rilevamento/correzione degli errori e controllo del flusso.

  • Controllo di accesso: Definisce le regole per la trasmissione del dispositivo.

Tipi di livello di collegamento dati

I protocolli del livello di collegamento dati possono essere classificati in base al tipo di rete su cui operano:

Tipo di rete Protocollo
Rete locale (LAN) Ethernet, Token Ring
Rete metropolitana (MAN) Coda distribuita a doppio bus (DQDB)
Rete geografica (WAN) Protocollo punto a punto (PPP), controllo del collegamento dati di alto livello (HDLC)

Utilizzo del livello di collegamento dati e problemi/soluzioni associati

Il livello di collegamento dati costituisce la spina dorsale della trasmissione dei dati sulle reti. È coinvolto in diverse applicazioni come reti LAN e WAN, identificazione di dispositivi di rete e creazione di un canale di comunicazione affidabile. Tuttavia, incontra anche problemi come collisioni, danneggiamento dei dati e congestione. Questi problemi vengono affrontati rispettivamente attraverso algoritmi di rilevamento delle collisioni, codici di rilevamento e correzione degli errori e meccanismi di controllo del flusso.

Analisi comparativa del livello di collegamento dati

La tabella seguente mostra il confronto tra il livello di collegamento dati e i livelli adiacenti:

Livello OSI Funzioni
Strato fisico Trasmette il bitstream grezzo sul supporto fisico
Livello di collegamento dati Inquadra i pacchetti di dati, esegue il controllo degli errori e gestisce l'accesso al supporto fisico
Livello di rete Gestisce il routing e l'inoltro dei pacchetti

Prospettive e tecnologie future

Con l'evoluzione della tecnologia di rete, il livello di collegamento dati continuerà ad adattare e integrare nuove tecniche per una migliore trasmissione dei dati. Tecnologie come le reti quantistiche e le reti 5G o 6G richiederanno protocolli del livello di collegamento dati per gestire velocità di dati più elevate, latenza inferiore e maggiori capacità di rete.

Server proxy e livello di collegamento dati

I server proxy, che fungono da intermediari per le richieste dei client che cercano risorse da altri server, operano a livello applicativo del modello OSI. Tuttavia, il livello di collegamento dati svolge ancora un ruolo poiché i dati devono viaggiare attraverso questo livello per raggiungere la loro destinazione. I server proxy possono utilizzare i meccanismi di controllo degli errori e del flusso del livello di collegamento dati per garantire una trasmissione affidabile dei dati.

Link correlati

  1. Cisco – Livello di collegamento dati
  2. IBM Knowledge Center – Livello di collegamento dati
  3. L'informatica senza limiti – Livello di collegamento dati
  4. Microsoft – Livello di collegamento dati

Domande frequenti su Livello di collegamento dati: un esame approfondito

Il Data Link Layer è il secondo livello nel modello Open Systems Interconnection (OSI). È responsabile del trasporto affidabile dei pacchetti di dati attraverso le reti fisiche, della gestione del rilevamento e della correzione degli errori e della gestione dell'accesso alla rete.

Le funzioni principali del Data Link Layer includono la sincronizzazione dei frame, l'indirizzamento fisico, il controllo del flusso, il controllo degli errori e il controllo dell'accesso.

Il livello di collegamento dati garantisce una trasmissione affidabile dei dati implementando tecniche di rilevamento e correzione degli errori. Se viene rilevato un errore, il livello attiva una ritrasmissione dei dati danneggiati.

Il livello di collegamento dati è diviso in due sottolivelli: il controllo del collegamento logico (LLC) che gestisce la sincronizzazione dei frame, il controllo del flusso e il controllo degli errori, e il controllo dell'accesso ai media (MAC) che gestisce il modo in cui un dispositivo sulla rete ottiene l'accesso ai dati. e il permesso di trasmetterlo.

I protocolli Data Link Layer variano in base al tipo di rete. Ad esempio, Ethernet e Token Ring vengono utilizzati nelle reti locali (LAN), Distributed Queue Dual Bus (DQDB) nelle reti metropolitane (MAN) e nel protocollo punto a punto (PPP), nel controllo del collegamento dati di alto livello ( HDLC) nelle reti geografiche (WAN).

Mentre i server proxy operano a livello di applicazione del modello OSI, il livello di collegamento dati svolge ancora un ruolo nel garantire che i dati viaggino correttamente dall'origine alla destinazione. Questo viene fatto utilizzando i meccanismi di controllo dell'errore e del flusso del livello.

Man mano che la tecnologia si evolve e vengono introdotti nuovi concetti come le reti quantistiche e le reti di generazione avanzata (5G, 6G), il Data Link Layer si adatterà per integrare nuove tecniche per una trasmissione efficiente dei dati, gestire velocità di dati più elevate, minore latenza e maggiori capacità di rete.

È possibile fare riferimento a risorse come Cisco – Data Link Layer, IBM Knowledge Center – Data Link Layer, Computer Science Unleashed – Data Link Layer e Microsoft – Data Link Layer per ulteriori informazioni.

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