Obiettivo del tutorial: Analizziamo il funzionamento del Livello 2 (Data Link) del modello OSI, in modo da comprendere come la comunicazione tra dispositivi avvenga all’interno di una stessa rete locale (LAN) tramite l’Indirizzo MAC e Switch LAN
1. Il Ruolo del Livello Data Link e delle Reti LAN
Nei tutorial precedenti abbiamo esaminato le modalità di trasmissione globale dei dati tramite indirizzi IP (Livello 3) e la gestione dell’affidabilità (Livello 4). Tuttavia, prima che un pacchetto possa essere instradato su Internet, esso deve essere opportunamente impacchettato per transitare all’interno di una rete locale (LAN – Local Area Network). A questo compito è destinato il Livello 2 (Data Link). In questo ambito, è garantito il trasferimento affidabile dei dati tra nodi adiacenti collegati fisicamente al medesimo segmento di rete.
2. L’Indirizzo MAC: L’Identità Fisica
A differenza dell’indirizzo IP, che è assegnato logicamente e può essere modificato, l’Indirizzo MAC (Media Access Control) è definito come un identificativo univoco, assegnato permanentemente dal produttore a ogni scheda di rete (NIC).
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Caratteristiche: Esso è costituito da 12 caratteri esadecimali (es.
00:1A:2B:3C:4D:5E). -
Il parallelismo: Se l’indirizzo IP è paragonato all’indirizzo postale di una città, l’indirizzo MAC è rappresentato dal numero di serie univoco impresso permanentemente sul dispositivo; esso non può essere mai alterato, indipendentemente dalla posizione fisica del computer.
3. Il Ruolo dello Switch nelle Reti Locali
Il dispositivo centrale del Livello 2 è identificato nello Switch. A differenza dell’Hub, il cui utilizzo è ormai considerato obsoleto poiché il segnale era ripetuto indiscriminatamente su tutte le porte, lo switch è considerato un dispositivo intelligente.
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Funzionamento: Una Tabella MAC (o tabella CAM) viene costruita e mantenuta dallo switch; in essa sono associati gli indirizzi MAC dei dispositivi alle rispettive porte fisiche.
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Inoltro mirato: Quando un flusso di dati è inviato, l’indirizzo MAC di destinazione è letto dallo switch, il quale inoltra il traffico esclusivamente verso la porta associata al dispositivo ricevente. In questo modo, le collisioni di traffico sono drasticamente ridotte e la velocità della LAN è ottimizzata.
4. Il Protocollo Ethernet e la Creazione dei Frame
A livello 2, i dati provenienti dai livelli superiori sono racchiusi in un’unità denominata Frame tramite il protocollo Ethernet.
Il frame è strutturato aggiungendo:
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Un’intestazione (Header): al suo interno vengono riportati l’indirizzo MAC del mittente e quello del destinatario.
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Una coda (Trailer): essa include un codice di controllo (FCS – Frame Check Sequence), tramite il quale è verificata l’eventuale corruzione del frame durante il transito sul mezzo fisico.
