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