Livello Network

Livello 3: Network

La PDU per il livello di rete è un pacchetto. Il livello di rete svolge una serie di compiti cruciali per quanto riguarda l’instradamento dei dati da una rete a un’altra e il controllo delle sottoreti. L’instradamento può essere un’operazione complessa in alcuni casi poiché molti fattori contribuiscono alla scelta del percorso migliore dal mittente al destinatario.

Di seguito è riportato un elenco delle funzioni del livello Network:

Routing e inoltro

Il routing è quell’operazione che seleziona il percorso migliore da far compiere ai dati per andare dall’host di origine a quello di destinazione e provvede inoltre ad inviare i dati lungo il percorso selezionato.

Connessione di rete e multiplexing

Questa funzione fornisce connessioni di rete tra entità a livello Transport (ovvero al livello successivo a quello Network) utilizzando le connessioni Data Link disponibili. A volte il multiplexing è necessario per ottimizzare l’uso di queste connessioni Data Link inviando più di un’unica connessione di rete tramite la stessa connessione Data Link.

Segmentazione e blocco

Il livello Network può segmentare e/o bloccare le PDU per facilitare il trasferimento dati. La segmentazione, talvolta indicata anche come frammentazione, serve  sostanzialmente a ridurre la PDU. Questa è una funzione importante specialmente in quei casi in cui i dati vengono passati tra reti che utilizzano diversi standard di livello Data Link come Ethernet e modalità di trasferimento asincrono (ATM). Questi diversi standard Data Link possono avere dimensioni massime del pacchetto diverse, e quindi potrebbero causare dei problemi, rendendo ad esempio la PDU di un protocollo Data Link incompatibile con un altro protocollo Data Link.

Rilevamento e ripristino degli errori

Per verificare che la qualità del servizio su una connessione di rete sia adeguatamente mantenuta è necessario implementare delle funzioni di rilevamento degli errori. Il livello Network utilizza le notifiche di errore dal livello Data Link e anche dei meccanismi di rilevamento degli errori aggiuntivi. Il sistema di rilevamento degli errori è essenziale anche per cercare di correggere gli errori rilevati.

Sequenziamento e controllo del flusso

Il sequenziamento viene utilizzato per mantenere il corretto ordine sequenziale dei pacchetti inviati dal mittente al destinatario, essendo tale condizione richiesta del superiore livello Transport. Il controllo del flusso viene utilizzato per prevenire la perdita di dati nella destinazione e controllare la velocità di trasmissione.

Trasferimento dati accelerato

Questa funzione fornisce un trasferimento dati rapido dall’origine alla destinazione, se necessario.

Reset

Questa funzione serve a resettare, qualora necessario, la connessione di rete.

Selezione del servizio

Questa funzione assicura che nella comunicazione venga selezionato e utilizzato lo stesso servizio sia da parte del mittente che da parte del destinatario, mentre i pacchetti passano attraverso sottoreti differenti con livelli di qualità differenti.

Mappatura da indirizzo Network a indirizzo Data-Link

Questa mappatura è importante per facilitare il corretto trasferimento dei dati dalla sorgente ai dispositivi di rete e dai dispositivi di rete alla destinazione e viceversa.

Gestione del livello Network

Questa funzione serve per gestire le funzioni ed i servizi del livello Network.

Il livello Network richiede alcuni servizi per poter svolgere correttamente le sue funzioni. Tali servizi possono garantire il buon funzionamento di questo livello. I più importanti di questi servizi sono l’indirizzamento di rete (a volte indicato come indirizzamento logico), i parametri di qualità del servizio, il trasferimento rapido della PDU e la notifica degli errori.

Un corretto indirizzamento di rete è fondamentale in quanto fornisce un indirizzo univoco a ciascun host, quindi deve essere coerente. Gli host che si trovano nella stessa sottorete devono avere una parte comune dei loro indirizzi, chiamata indirizzo di rete o indirizzo di sottorete. Per comprendere più facilmente questo concetto, immaginiamo di chiamare un numero di telefono in un altro Paese. Il formato del numero di telefono è dato dalla sequenza di numeri composta dal prefisso internazionale, dal prefisso locale e da quello del destinatario. Ad esempio, il numero di telefono di una persona che vive a Roma dovrebbe essere nel formato +39 02 XXXXXXXX. La prima parte, (+39), identifica il paese, ovvero l’Italia, la seconda parte, (02), identifica l’area, ovvero Roma. La terza parte identifica la specifica utenza telefonica all’interno della rete italiana. Questo modello gerarchico utilizzato nei numeri di telefono è analogo all’indirizzamento di rete: abbiamo quindi una parte comune che identifica la rete e la sottorete, mentre la parte finale identifica il particolare host.

I parametri di qualità del servizio (QoS) definiscono i limiti di qualità della connessione di rete. I parametri QoS più noti sono il ritardo, jitter (ovvero la variazione del segnale in ampiezza o fase), la disponibilità del servizio, l’affidabilità e il ritardo nell’attivazione della connessione di rete.

Eventuali notifiche di errore potrebbero portare al rilascio della connessione di rete, ma non sempre: tale evenienza dipenderà ovviamente dalla gravità dell’eventuale errore riscontrato e dalle specifiche del particolare servizio di rete in cui è stato rilevato l’errore. Gli errori irreversibili rilevati dal livello Network vengono segnalati alle entità di trasporto.