Livello di col­le­ga­men­to dati: tutto quello che c’è da sapere sul secondo livello del modello ISO/OSI

Il livello di col­le­ga­men­to dati, il secondo livello del modello ISO/OSI, ha il compito di as­si­cu­ra­re una tra­smis­sio­ne corretta dei bit nei pacchetti di dati. Si occupa non soltanto del par­ti­zio­na­men­to e del mo­ni­to­rag­gio durante il tra­sfe­ri­men­to, ma con­tri­bui­sce anche at­ti­va­men­te a eliminare gli errori.

Il livello di col­le­ga­men­to dati, noto anche come Data Link Layer, è il secondo livello del modello ISO/OSI. Funge da livello di pro­to­col­lo e assicura una tra­smis­sio­ne senza errori dei frame all’interno di un col­le­ga­men­to fisico. Svolge quindi una funzione im­por­tan­te nel modello ISO/OSI. Questo modello articola i processi necessari nella tec­no­lo­gia in­for­ma­ti­ca e di rete per per­met­te­re la co­mu­ni­ca­zio­ne anche oltre i limiti hardware e software.

Il modello di ri­fe­ri­men­to è suddiviso in sette livelli che sono costruiti l’uno sull’altro, ma svolgono compiti diversi ben definiti. I singoli livelli sono i seguenti:

1. Livello fisico (Physical Layer)
2. Livello di col­le­ga­men­to dati (Data Link Layer)
3. Livello di rete (Network Layer)
4. Livello di trasporto (Transport Layer)
5. Livello di sessione (Session Layer)
6. Livello di pre­sen­ta­zio­ne (Pre­sen­ta­tion Layer)
7. Livello di ap­pli­ca­zio­ne (Ap­pli­ca­tion Layer).

Per com­pren­de­re quali funzioni svolge il livello di col­le­ga­men­to dati occorre prima dare uno sguardo al livello sot­to­stan­te. Nel livello fisico vengono attivati, di­sat­ti­va­ti e mo­ni­to­ra­ti i col­le­ga­men­ti fisici tra due sistemi. I dati possono così essere tra­sfe­ri­ti dal mittente al de­sti­na­ta­rio. Tuttavia, questo livello non esegue nessuna va­lu­ta­zio­ne: si limita a tra­smet­te­re i dati senza con­trol­lar­ne il contenuto e senza costruire strutture.

Qui entra in gioco il livello di col­le­ga­men­to dati, che codifica, de­co­di­fi­ca e organizza i singoli bit e li prepara sotto forma di frame di dati. Crea dunque pacchetti oppure risolve grandi pacchetti in unità più piccole.

Dopodiché invia i dati al livello suc­ces­si­vo, il livello di rete, dove vengono in­di­riz­za­ti e inoltrati. Il Data Link Layer assicura che i frame siano trasmessi senza errori, rendendo sicuri i col­le­ga­men­ti tra i sistemi.

La co­mu­ni­ca­zio­ne che avviene al livello di col­le­ga­men­to dati può essere senza con­nes­sio­ne oppure orientata alla con­nes­sio­ne. Nel primo caso tutti i dati da tra­smet­te­re recano gli indirizzi di origine e di de­sti­na­zio­ne. Nel secondo caso si in­stau­ra­no prima i col­le­ga­men­ti logici tra il mittente e il de­sti­na­ta­rio.

Oltre a in­stau­ra­re e in­ter­rom­pe­re le diverse sezioni di rete e a strut­tu­ra­re i singoli bit in frame, il livello di col­le­ga­men­to dati si occupa anche del controllo durante e dopo la tra­smis­sio­ne e del ri­le­va­men­to e dell’eli­mi­na­zio­ne degli errori. A questo scopo analizza singoli modelli di bit all’interno dei frame per poter rilevare tem­pe­sti­va­men­te problemi ed errori.

Se si verifica un’ir­re­go­la­ri­tà, il livello di col­le­ga­men­to dati informa i livelli so­vra­stan­ti. Il de­sti­na­ta­rio può poi rior­di­na­re i frame che non sono stati con­se­gna­ti nella sequenza corretta. Nel frattempo il livello di col­le­ga­men­to dati controlla se i singoli pacchetti sono rimasti integri.

Ve­ri­fi­can­do il flusso di dati, può rilevare se il col­le­ga­men­to fisico è so­vrac­ca­ri­co e in­ter­ve­ni­re. In presenza di li­mi­ta­zio­ni, queste in­for­ma­zio­ni vengono co­mu­ni­ca­te at­tra­ver­so i di­spo­si­ti­vi cir­co­stan­ti. All’oc­cor­ren­za viene avviata una de­via­zio­ne.

Il livello di col­le­ga­men­to dati è suddiviso in due livelli secondari: il controllo logico dell’accesso al mezzo fisico MAC (Medium Access Control) confina con il livello fisico (livello 1) e il controllo di col­le­ga­men­to logico LLC (Logical Link Control) si aggancia al livello di rete (livello 3). I servizi offerti dal livello di col­le­ga­men­to dati possono essere suddivisi nelle tre categorie descritte di seguito.

Quando vengono inviati frame in questo modo, il de­sti­na­ta­rio non conferma la ricezione. Se i pacchetti di dati sono dan­neg­gia­ti o vanno persi, non vengono ri­pri­sti­na­ti. Questo tipo di tra­smis­sio­ne è adatto quindi solo per con­nes­sio­ni par­ti­co­lar­men­te sicure o quando gli eventuali errori sono corretti da un livello superiore. Il metodo può essere preso in con­si­de­ra­zio­ne anche quando l’im­me­dia­tez­za del tra­sfe­ri­men­to dei dati è più im­por­tan­te della com­ple­tez­za.

Nella maggior parte dei casi questo metodo è migliore, in quanto prevede la conferma del successo di ogni tra­smis­sio­ne. Se un invio non raggiunge la de­sti­na­zio­ne oppure singole parti si perdono per strada, non viene data la conferma, offrendo la pos­si­bi­li­tà di provare a eseguire nuo­va­men­te il tra­sfe­ri­men­to dei dati. In questo modo si assicura che tutti i frame rag­giun­ga­no il de­sti­na­ta­rio.

Il metodo più sicuro è il servizio orientato alla con­nes­sio­ne del livello di col­le­ga­men­to dati. Ciascun pacchetto di dati riceve un numero specifico che viene re­gi­stra­to sia dal mittente sia dal de­sti­na­ta­rio. Prima di ogni scambio, le due parti in­stau­ra­no un col­le­ga­men­to. Così hanno la garanzia che ciascun pacchetto sia trasmesso una sola e unica volta, in sicurezza e senza errori, e che raggiunga la de­sti­na­zio­ne.

Numerosi pro­to­col­li possono essere assegnati al livello di col­le­ga­men­to dati del modello ISO/OSI, tra cui:

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