Tipicamente, la topologia del mezzo trasmissivo che consente la trasmissione di tipo broadcast, è il bus, ma va bene anche l’anello.

Nelle LAN i mezzi trasmissivi sono sufficientemente affidabili, per cui, al livello 2, cioè quello data link, non è necessario in genere correggere gli errori.

Il MAC (media access controll = controllo  di accesso al mezzo trasmissivo), il sottolivello del livello 2 data link, è il programma che gestisce l’accesso al mezzo trasmissivo della LAN.

Accesso che di necessità occorre disciplinare essendo il mezzo trasmissivo condiviso da tutti i calcolatori della rete.

Come può osservarsi nella prima figura di questo paragrafo, ciascuna rete locale risolve a suo modo il problema dell’accesso al mezzo trasmissivo.

La 802.3 usa la tecnica delle collisioni.

La 802.4, la FDDI e la 802.5 usano invece la tecnica a gettone.

La 802.6, infine, usa la tecnica a prenotazione.

Nella figura sotto riportata sono illustrati i campi principali di un pacchetto a livello MAC, normalmente presenti su tutte le LAN, con ciascuna LAN che ha in più, poi, dei campi addizionali.

In tale ultima figura:

- dati sono le informazioni utili che si ha intenzione di trasferire, e che provengono dai livelli sovrastanti del modello ISO/OSI

- fcs (frame control sequence) è una sequenza binaria di 4 byte che in ricezione viene verificata per controllare se il pacchetto è integro.

Con riferimento alla figura successiva, immaginiamo adesso che su una LAN a bus il PC A voglia trasmettere dei dati al PC D.

Ebbene:
- il PC A genera il pacchetto MAC e lo trasmette in broadcast sul bus

- i PC: B, C e D ricevuto il pacchetto, analizzano la fcs

- se il pacchetto non è integro lo buttano via, diversamente paragonano l’ID con il proprio indirizzo interno

- relativamente al nostro esempio, solo il test fatto da D è positivo, per cui il pacchetto potrà salire la pila dei livelli del modello ISO/OSI, fino a giungere all’utente.

6.2) Lo standard 802.3 (evoluzione della LAN Ethernet)

Lo standard 802.3 è l’evoluzione della LAN Ethernet.

La rete Ethernet fu originariamente proposta da un corsorzio di tre aziende: Digital, Intel e Xerox, da cui la sigla DIX usata ancora oggi talvolta per indicare la rete.

La 802.3 è la LAN per definizione perché, operando con una topologia a bus, la trasmissione è intrinsecamente di tipo broadcast.

Il mezzo trasmissivo impiegato è spesso il cavo coassiale.

Per questo tipo di rete non si può sapere a priori quando un pacchetto potrà essere trasmesso, nel senso che non c’è cioè un limite superiore al tempo teorico richiesto per trasmettere un pacchetto.

Tecnicamente si dice che il protocollo di trasmissione è di tipo non deterministico con tempo di attesa non limitato superiormente.

Tutto ciò perché quando una stazione ha deciso di trasmettere, semplicemente tenta solo di farlo.

Il messaggio trasmesso, infatti, può entrare in collisione con quello di un’alltra stazione, per cui la trasmissione abortisce, dal che bisogna riprovare di nuovo.

La velocità trasmissiva è di 10 Mbit/sec, ma, a causa del protocolllo a collisione, normalmente la velocità trasmissiva è di 4 Mbit/sec.

Il transceiver è un’apparecchiatura che fisicamente connette il calcolatore al bus, ovvero al cavo coassiale, e con il transceiver stesso che consente la ricetrasmissione del pacchetto di rete.

Pacchetto che per questa rete non supera i 1.500 byte.

L’algoritmo MAC che gestisce l’accesso al canale è detto a collisione o a contesa e si sviluppa in tre fasi:

- listening before talking (ascolta prima di trasmettere)

- listening while talking (ascolta mentre trasmetti)

- back-off (ritenta).

Con riferimento alla figura di cui appena sopra, se la stazione A ha intenzione di trasmettere dei dati verso D, il programma a collisione in prima battuta verifica che nessun’altra stazione stia trasmettendo, e solo se il canale è libero comanderà la trasmissione vera e propria (ascolta prima di trasmettere).

Ora può accadere che nello stesso istante in cui A sia stato abilitato a trasmettere, lo sia anche un altro computer, in tal evenienza, si ha una collisione.

Per evidenziare tale collisione, l’algoritmo, in seconda battuta, fa appunto il listening while talking (ascolta mentre trasmetti).

Evidenziata la collisione la trasmissione viene interrotta.

Si apre, a questo punto, la terza fase del programma, nel senso che, una volta che la collisione è stata segnalata e la trasmissione è stata interrotta, dopo un po’, e sempre dopo aver verificato che il canale sia libero, la trasmissione viene ritentata.

La trasmissione viene ritentata al massimo per 16 volte, dopodichè vorrà dire che c’è un guasto al mezzo trasmissivo.

6.3) Lo standard 802.5 (evoluzione della LAN Token-ring)

Mentre la LAN Ethernet cominciava ad affermarsi sul mercato la IBM propose in alternativa la LAN Token-ring.

Come numero di installazioni al mondo la Token-ring è seconda a Ethernet.

Lo standard 802.5 è l'evoluzione della LAN Token-ring.

La LAN 802.5 tiene collegati i computer per mezzo di un anello unidirezionale realizzato con doppino di rame.                                  

Ogni stazione, ricevuto il segnale, prima lo rigenera e poi lo ritrasmette alla stazione adiacente e successiva (a valle).

Un pacchetto trasmesso, attraversa tutte le stazioni fino a ritornare alla stazione mittente.

Il MAC non è a collisione ma a token (ovvero a gettone), con quest’ultimo che è un particolare pacchetto.

Il token è una sorta vagoncino che gira sull'anello.

Quando il token arriva su una stazione, quest'ultima ha il diritto di trasmettere sulla rete, sempre che il token sia ft, ovvero free token (token libero), il che significa che sulla rete non ci sono trasmissione in corso.

Vediamo meglio come funzione il MAC, ovvero l'arbitraggio tramite token.

Con riferimento alla precedente figura, immaginiamo che nell'istante in cui il token è su Y ed è libero, X voglia trasmettere dei dati a Z, ebbene le fasi che si succedono sono:

-         il token è ft ed è su Y, X allora deve aspettare che il token giunga in X

-         giunto in X, X trasforma il token da ft in bt, ovvero busy token (token occupato), e trasmette, in coda a bt, il pacchetto MAC illustrato nei precedenti paragrafi e riportato anche sotto con riferimento a questa specifica trasmissione

-         bt e il pacchetto MAC girano sull'anello, con tutte le stazioni che ricevendoli li ritrasmettono, tutti tranne Z, Z che infatti oltre a fare la ritrasmissione, avendo riconosciuto come proprio l’ID, fa anche una copia dei dati nella sua memoria locale (sempre che dal controllo fatto su fcs risulti integro il pacchetto MAC)

-         quando bt e il pacchetto MAC arrivano sulla stazione mittente X, X riconosce come proprio IS e allora fa ridiventare il token ft, e siccome la trasmissione è stata completata, toglie dalla rete il pacchetto MAC, col che  si ritorna nella condizione iniziale, è cioè con il token ft che gira sull'anello.

Contrariamente a quello che si è portati a pensare, è la stazione mittente, e non quella di destinazione, che toglie il pacchetto MAC dalla rete.

Il che è giusto, se infatti fosse previsto il contrario, il pacchetto MAC potrebbe non smettere mai di girare nel caso in cui la stazione di destinazione fosse guasta o inesistente.

In tal modo il rischio che un pacchetto MAC non smetta mai di girare nella LAN 802.5 è un evento remoto.

E’ infatti molto improbabile che un istante dopo che abbia effettuato una trasmissione, la stazione mittente si guasti o si dilegui.

Per questa rete il protocollo di trasmissione è deterministico con tempo di attesa limitato superiormente.

Essendo due le velocità trasmissive, esistono due versioni di questa rete, quella a 4 Mbit/sec e quella a 16 Mbit/sec, e che normalmente sono rispettivamente a 3 Mbit/sec e 12 Mbit/sec.

La rete con la tecnica a collisione si comporta bene quando il traffico è basso, mentre collassa sotto un traffico alto.

Viceversa, la rete con la tecnica a token, si comporta bene quando il traffico è alto, ma introduce un ritardo più elevato quando il traffico è basso.

Insomma, il token è come il semaforo a un incrocio stradale, se il traffico è basso è conveniente far ricorso alla semplice segnaletica di precedenza.

Non si può pertanto affermare che la 802.5 è migliore della 802.3, e ciò ove si tenga presente che la maggior parte delle LAN è caratterizzata da un basso traffico.

Con la rete FDDI, come vedremo, la velocità di trasmissione è superiore a quelle viste di un fattore 10.

6.4) LAN FDDI