Funzioni e protocolli del livello data link nel modello TCP/IP

Il Livello Collegamento Dati o Data Link è il secondo del modello TCP/IP ed offre ai livelli superiori la possibilità di inviare i dati senza occuparsi direttamente dell'hardware di rete né dei problemi di interfacciamento al mezzo fisico. I protocolli di livello Data Link gestiscono i problemi relativi a dispositivi direttamente collegati, mascherando eventuali errori di trasmissione o perdite di dati.

Funzionamento del livello data link

Il Livello Data Link si occupa principalmente di consegnare il messaggio da un nodo della rete a un altro fisicamente collegati (la cosiddetta comunicazione punto-punto). Il Lato mittente riceve il pacchetto dal Livello Rete, e aggiunge un'intestazione e una coda e passa la trama al Livello Fisico. Il Lato ricevente invece riceve i bit dal Livello Fisico, riconosce l'inizio e la fine della trama, legge e rimuove l'intestazione e la coda e passa poi il pacchetto al Livello Rete. In particolare, il livello Data Link deve garantire anche:

il framing, cioè la formattazione dei bit in trame;


il controllo di flusso, per la sincronizzazione tra trasmettitore e ricevitore;


la rilevazione di errori di trasmissione e il loro recupero.

Protocolli e fasi di comunicazione

I protocolli Data Link hanno il compito di stabilire regole precise che i nodi mittente e destinatario devono concordare e rispettare. La comunicazione tra i nodi segue tre fasi:

Apertura. È la fase iniziale in cui le due stazioni si presentano e si mettono d'accordo con una stretta di mano (handshake) su come sincronizzare la partenza.


Mantenimento. È la fase in cui la comunicazione è mantenuta con la regolazione del flusso dei dati e, se necessario, la ritrasmissione di trame errate.


Chiusura. Le due stazioni chiudono ordinatamente la trasmissione.

Struttura delle trame e gestione errori

Il framing consiste nella strutturazione del flusso di bit in trame, riconoscendone l'inizio e la fine. Una trama (frame) è costituita da:

1. l'intestazione (header), che contiene le informazioni per far arrivare correttamente i dati al ricevente, tra cui l'indirizzo fisico del mittente e del destinatario utilizzati per il trasporto della trama da un nodo all'altro e un campo di controllo (numero della trama, tipo di trama inviata, ecc.);

2. un campo informativo (payload, «carico utile»), che contiene l'informa- zione vera e propria, cioè il pacchetto che arriva dal livello rete;

3. la coda (trailer), che contiene il campo Frame Check Sequence (FCS): bit ridondanti per la rilevazione degli errori di trasmissione. Il calcolo dei bit di ridondanza è effettuato applicando uno degli algoritmi per la rilevazione degli errori.

Per gestire gli errori di trasmissione i protocolli del Livello Data Link utilizzano dei bit di ridondanza che sono aggiunti alla fine della trama (coda). In base al protocollo utilizzato è possibile:

Rilevazione e correzione degli errori

Rilevare gli errori: utilizzando i bit di ridondanza il protocollo rileva che la trama ricevuta è errata, cioè che la sequenza di bit ricevuta è diversa da quella trasmessa. In questo caso deve essere richiesta la ritrasmissione;


Correggere gli errori: questi algoritmi non solo rilevano errori di trasmissione, ma sono in grado di individuare la posizione dei bit errati e, di conseguenza, di correggerli.

Il vantaggio è che si evita la ritrasmissione della trama; lo svantaggio risiede invece nell'aumento di complessità dell'algoritmo adottato.