Per trasportare dati attraverso una grande rete, come una WAN, i dati possono viaggiare attraverso molte connessioni diverse. Queste connessioni sono chiamate link perché “collegano” i dispositivi tra loro. Ogni tipo di collegamento ha una struttura di frame diversa, e usa indirizzi e protocolli diversi.
Il processo di incapsulamento dei dati, di trasporto attraverso un collegamento, e di decapsulamento alla fine del collegamento, viene ripetuto più volte durante il viaggio dei dati.
L’analogia della ‘busta speciale’
Immagina un mondo in cui spediamo lettere mettendole in diversi tipi di buste per diversi sistemi di trasporto (cioè tipi di collegamenti); gli indirizzi che scriviamo sulle buste fanno sì che la busta attraversi solo un particolare tratto del sistema di trasporto.
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Il sistema di trasporto tra case e uffici postali usa buste bianche. Le uniche cose che si possono scrivere sulle buste bianche sono un numero civico, una strada e il nome di un ufficio postale locale.
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Il sistema di trasporto tra uffici postali usa buste rosse. Le uniche cose che possono essere scritte sulle buste rosse sono i nomi degli uffici postali.
- Il mittente scrive una lettera con l’indirizzo completo della persona a cui vuole spedirla.
- Poi la mette in una busta bianca, solo indirizzata all’ufficio postale locale.
- L’ufficio postale apre la busta per guardare l’indirizzo completo in cima alla lettera per vedere dove sta andando. Poi rimette la lettera in una nuova busta rossa indirizzata all’ufficio postale successivo.
- Questo può ripetersi attraverso diversi uffici postali.
- Quando la lettera arriva a un ufficio postale che riconosce l’indirizzo completo come locale, mette la lettera in una busta bianca indirizzata alla casa di destinazione e alla strada.
Ad ogni tappa, la busta è nell’involucro corretto per quella sezione del viaggio e ha solo gli indirizzi locali per farle attraversare quella sezione o collegamento.
Nota che a differenza di quello che sembra qui, gli uffici postali non leggono il contenuto della nostra lettera – ne parleremo più avanti nel corso.
Il livello di collegamento dati
Come si collega tutto questo alle reti del mondo reale? Come trasportiamo i dati attraverso un link?
- I dati da trasportare provengono dal livello di rete del mittente. Questa è la parte del sistema operativo di rete di un dispositivo che si occupa delle comunicazioni esterne – imparerai di più la prossima settimana.
- I dati devono essere incapsulati in un frame, convertiti nel segnale elettrico, wireless o ottico appropriato per il tipo di mezzo di trasmissione, e infine trasmessi attraverso il mezzo.
- Quando i dati vengono ricevuti, questo processo viene invertito: il segnale viene decodificato, e i dati vengono decapsulati dal frame e passati al livello di rete dei ricevitori.
Ci riferiamo all’insieme dei processi di cui sopra come parte del livello di collegamento dati. Questo è una combinazione di software e hardware costruito nella scheda di interfaccia di rete (NIC) o adattatore di rete. Un computer moderno ha in genere tre livelli di collegamento dati separati per Ethernet, wireless e Bluetooth, e passa al livello appropriato secondo necessità.
Nella parte del sistema operativo di un dispositivo che si occupa del networking, il livello di collegamento dati si trova tra il livello di rete e i connettori fisici che collegano il dispositivo ai mezzi di trasmissione.
Il livello di collegamento dati in azione
Potresti immaginare che il livello di collegamento dati di un dispositivo comunica direttamente con il livello di collegamento dati di un altro dispositivo. Tuttavia, la connessione avviene attraverso il supporto fisico.
- Il livello di rete di un dispositivo vuole inviare dei dati al livello di rete di un altro dispositivo, attraverso qualche tipo di connessione.
- Sul dispositivo che invia, il livello di rete passa i dati al livello di collegamento dati appropriato. Questo strato incapsula i dati per creare un frame, e passa il frame al media.
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La parte finale dello strato di collegamento dati converte i bit dei frame nei segnali elettrici, wireless o ottici che vengono inviati lungo il supporto di collegamento.
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Quando il frame viene ricevuto, il livello di collegamento dati del dispositivo ricevente decapsula i dati dal frame e li passa al livello di rete del ricevitore.
Diciamo che il livello data link sta fornendo un servizio al livello di rete trasportando i suoi dati in frame attraverso il link.
Il modello TCP/IP
Possiamo ora iniziare a costruire il nostro modello a strati dal basso verso l’alto.
Puoi vedere che il livello di collegamento dati è solo il primo, o il più basso, livello di un modello a strati chiamato modello TCP/IP. TCP sta per Transmission Control Protocol, e IP sta per Internet Protocol. Sono entrambi protocolli di telecomunicazione fondamentali
Il modello TCP/IP permette di sviluppare e integrare nuove tecnologie di collegamento nelle nostre reti senza dover rottamare tutto e ricominciare da capo. Tutto quello che dovremmo fare è usare NIC aggiornate nei nostri dispositivi. (Dato che i NIC sono spesso incorporati, finiamo comunque per cambiare i dispositivi.)
Grazie a questo modello, non abbiamo dovuto chiudere internet e costruirne una nuova quando sono usciti nuovi standard wireless o 3G/4G.
Domande
- Nel modello TCP/IP a strati, cosa succede quando il livello di collegamento dati ricevente controlla il Frame Check Sequence (FCS) e si accorge che si è verificato un errore?
- Il livello di collegamento dati per Ethernet usa indirizzi MAC quando costruisce un frame. Abbiamo bisogno di indirizzi in tutti i tipi di frame?