Livello link, frame Ethernet e indirizzi MAC sono i concetti al centro di questa lezione, dedicata alla comunicazione locale tra dispositivi collegati allo stesso tratto di rete. Il testo introduce il livello link, o livello di collegamento dati, spiegando che il suo compito è ricevere i pacchetti dal livello di rete e incapsularli in frame, unità adatte alla trasmissione sul livello fisico.
La lezione descrive poi il ruolo degli indirizzi MAC, del protocollo Ethernet e della struttura del frame, composta da header, payload e trailer. Viene inoltre approfondito il controllo degli errori tramite FCS e CRC, che permettono di verificare se un frame è arrivato integro.
Nella parte finale viene analizzato il viaggio di una richiesta web nella rete, mostrando come il pacchetto IP mantenga gli indirizzi IP del mittente e del destinatario finale, mentre il frame del livello link cambia a ogni tratto del percorso tra host, gateway e router.
Livello link
Il livello di collegamento dati (o data link layer) si trova sotto il livello di rete e sopra il livello fisico.
Questo livello riceve i pacchetti dal livello di rete e li incapsula in unità che vengono poi trasmesse attraverso il livello fisico.
Il suo compito è gestire la comunicazione su un singolo collegamento locale, usando regole adatte alla tecnologia utilizzata, per esempio Ethernet o Wi-Fi (Braden, 1989; Institute of Electrical and Electronics Engineers [IEEE], 2022).
Il livello data link ha il compito di:
Uno dei protocolli più usati a questo livello è Ethernet; il pacchetto gestito si chiama frame (IEEE, 2022).
Un frame Ethernet è diviso in questo modo:
Controllo errori
Il codice di controllo usato da Ethernet si chiama FCS, Frame Check Sequence (IEEE, 2022).
L’FCS è un valore di 32 bit calcolato a partire dal contenuto del frame tramite un algoritmo chiamato CRC, Cyclic Redundancy Check (IEEE, 2022).
Il CRC offre questi vantaggi:
Sotto si vede il funzionamento del CRC da parte del mittente e del destinatario.
Il mittente
Il destinatario
Viaggio di una richiesta web nella rete
Come funziona il flusso di invio dei pacchetti da un host sorgente a un host di destinazione?
Sotto esaminiamo i vari passaggi di un flusso di messaggi che utilizza a livello di applicazione il protocollo HTTP, usato per richiedere e trasferire pagine web (Fielding et al., 2022).
In particolare, vediamo una richiesta HTTP (il client chiede al server la pagina web):
Nota: è importante sottolineare che durante il percorso, il pacchetto IP mantiene gli indirizzi IP del mittente e del destinatario finale, mentre il frame del livello link cambia a ogni tratto della rete. Ogni router estrae il pacchetto IP dal frame ricevuto e lo inserisce in un nuovo frame adatto al collegamento successivo (Braden, 1989; Postel & Reynolds, 1988).
Elementi chiave
Costruire e controllare un frame Ethernet
Un computer deve inviare a un altro dispositivo della stessa LAN un pacchetto IP. Per trasmetterlo attraverso Ethernet, il livello link lo inserisce all’interno di un frame.
Il server è fuori dalla LAN
Un computer connesso alla rete scolastica vuole inviare una richiesta a un server web presente su Internet.
Il computer conosce già:.
Non conosce però l’indirizzo MAC necessario per effettuare il primo trasferimento nella rete locale.
Cosa cambia a ogni router?
Un pacchetto deve attraversare questo percorso:
Computer A → Router 1 → Router 2 → Router 3 → Computer B
Computer A e Computer B appartengono a reti locali differenti.
| Tratto | Destinatario del frame |
|---|---|
| Computer A → Router 1 | ? |
| Router 1 → Router 2 | ? |
| Router 2 → Router 3 | ? |
| Router 3 → Computer B | ? |
Ricostruire una richiesta web completa
Un utente digita nel browser l’indirizzo di un sito web. Il server si trova su una rete lontana e per raggiungerlo la richiesta attraversa più router.
Ricostruisci l’intero viaggio della richiesta utilizzando i livelli studiati.
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