Architettura e Funzionalità del Data Link Layer nelle Reti

Il Data Link Layer: Fondamenti e Servizi

Il Data Link Layer (Livello di Collegamento Dati) fornisce un mezzo per lo scambio di dati utilizzando comuni mezzi di comunicazione locali. Lo strato di collegamento dati esegue due servizi di base ai livelli superiori, permettendo l'accesso al mezzo che utilizza tecniche come la framing (impacchettamento in trame).

Funzioni Chiave del Data Link Layer

• Controllo di Accesso al Mezzo (MAC): La PDU (Protocol Data Unit) dello strato di data link.
• Definizione dei Media: Gestisce come i dati vengono immessi e ricevuti dai media fisici.

Terminologia Essenziale

• Node: Dispositivo collegato a un supporto comune (Livello 2 Rete).
• Media / Medium (fisico): I mezzi fisici per trasferire informazioni tra due nodi.
• Network (fisica): Due o più nodi connessi ad un mezzo comune.

Si considerano anche i mezzi di comunicazione e il rilevamento degli errori.

Nota Importante: Una rete fisica è diversa da una rete logica. Le reti logiche sono definite nel livello di rete impostando il sistema di indirizzamento gerarchico. Le reti fisiche rappresentano l'interconnessione dei comuni dispositivi multimediali. A volte una rete fisica è chiamata anche segmento di rete.

Suddivisione del Data Link Layer

Per supportare una vasta gamma di funzioni di rete, il livello di collegamento dati è spesso diviso in due sottolivelli:

Sottostrato di Collegamento Dati

Il livello è suddiviso in:

1. Sottolivello Superiore: Definisce i processi software che forniscono servizi ai protocolli di livello di rete.
2. Sottolivello Inferiore: Definisce i processi di accesso ai media da parte dell'hardware.

Logical Link Control (LLC)

Il Logical Link Control (LLC) pone informazioni nel frame che identifica il protocollo di rete di livello superiore utilizzato dalla trama. Questa informazione consente a più protocolli di livello 3, come IP e IPX, di utilizzare la stessa interfaccia di rete e lo stesso mezzo.

Media Access Control (MAC)

Il Media Access Control (MAC) si occupa dell'indirizzamento del collegamento dati e della delimitazione dei dati in conformità con i requisiti ambientali dei segni fisici e il tipo di protocollo di livello collegamento dati in uso.

Campi Tipici del Frame MAC

I campi tipici inclusi nell'intestazione del frame sono:

• Campo Start Frame: Indica l'inizio della trama.
• Campi di Origine e Destinazione: Indicano i nodi di origine e destinazione nei media.
• Priority / Field Service Quality: Indica un particolare tipo di servizio di comunicazione.
• Campo Tipo di Lavorazione: Indica il servizio di livello superiore contenuto nel campo.
• Controllo Frame Connessione Logica: Utilizzato per stabilire la connessione logica tra i nodi.
• Campo Controllo Collegamento Fisico: Usato per stabilire il nesso.
• Campo Controllo Portata Media: Serve per avviare e fermare il traffico attraverso il controllo della congestione.
• Campo Congestione: Indica la congestione del mezzo.

Funzioni dello Strato Fisico (Livello 1)

Le tre funzioni essenziali dello strato fisico sono:

1. I componenti fisici di segnalazione.
2. Data Encryption (Crittografia dei Dati).
3. Segnalazione (Encoding dei bit).

Crittografia

La crittografia è un metodo utilizzato per convertire un flusso di bit di dati in un codice predefinito. I codici sono gruppi di bit utilizzati per offrire un modello prevedibile in grado di riconoscere sia il mittente che il destinatario.

Segnalazione di Strato Fisico

Lo strato fisico deve generare i segnali wireless, ottici o elettrici che rappresentano "1" e "0" nei media. Il metodo di rappresentazione dei bit è chiamato metodo di segnalazione. Gli standard di livello fisico dovrebbero definire che tipo di segnale rappresenta un "1" e uno "0".

Codifica Manchester

Invece di bit e impulsi che rappresentano i singoli valori di tensione, nello schema di codifica Manchester, i valori dei bit sono rappresentati come transizioni di tensione.

Rilevamento del Pattern di Frame

Il modo per rilevare un frame è di cominciare ogni trama con un pattern di segnali che rappresentano i bit che il livello fisico riconosce come un indicatore di inizio trama. Un altro modello di bit segnerà la fine della trama. I bit di segnali che non sono iscritti in questo modo vengono ignorati dalla norma dello strato fisico utilizzata.

(cap8)