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:
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Sincronizzazione dei fotogrammi: divide il flusso di bit ricevuto dal livello di rete in unità di dati gestibili chiamate frame.
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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.
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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.
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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.
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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:
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Controllo del collegamento logico (LLC): questo sottolivello superiore è responsabile della sincronizzazione dei frame, del controllo del flusso e del controllo degli errori.
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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
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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.
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Indirizzamento fisico: Fornisce un'identificazione univoca a ciascun dispositivo sulla rete.
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Errore e controllo del flusso: Garantisce una connessione affidabile applicando tecniche di rilevamento/correzione degli errori e controllo del flusso.
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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 |
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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 |
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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.