Comunicação de Dados e Teleprocessamento

Nível de Enlace

Fontes: Stallings, W. Data and Computer Commmunications Transparências Stallings

Redes de Computadores - das LANs, MANs e WANs às Redes ATM. Luiz Fernando G. Soares, Guido Lemos, Sérgio Colcher. Editora Campus.

Fontes: Stallings, W. Data and Computer Commmunications Transparências Stallings

Redes de Computadores - das LANs, MANs e WANs às Redes ATM. Luiz Fernando G. Soares, Guido Lemos, Sérgio Colcher. Editora Campus.

Protocolos de comunicaçãoO que os protocolos fazem ?

controle de erros: canais mais confiáveis - retransmissão reseqüenciamento: reordenar mensagens fora de ordem controle de fluxo: evita “inundar” receptor mais lento controle de congestionamento: evita “inundar” rede mais

lenta fragmentação: dividir mensagens em pedaços menores para

adaptar a camada de protocolo inferior multiplexação: combinar várias sessões de comunicação

em um “canal” compressão de dados translação de formatos entre fonte e destino resolução de endereços roteamento de pacotes ...

Modelo OSIOrganização em camadas

Comparação das Arquiteturas OSI e Internet

Nível de EnlacePrincipais Características

Delimitação de Quadros Controle de Fluxo Controle de Erros Serviços oferecidos Controle de Acesso

Nível de Enlace Delimitação de Quadro

Contagem de caracteres cabeçalho contém tamanho dos dados

Caracteres delimitadores caracter especial para início / fim de quadro Transparência ? - caracter especial “dentro dos dados” ? Usa outro caracter especial precedendo o delimitador para

indicar que é caracter de dado• >>> técnica de “stuffing”

Seqüência de bits delimitadores ex.: 01111110 (HDLC) mesmo problema de transparência inserção de 0’s (“bit-stuffing”)

• no envio: a cada 5 bits 1: insere 0 • na recepção: contrário

Violação de código uso de sinal no nível físico diferente de sinais usados para

codificar bit’s

Nível de EnlaceServiços oferecidos

sem conexão, sem reconhecimentoredes com baixa taxa de erros no nível físicodemora na transmissão pior do que perda (ex.: voz,

vídeo)

sem conexão, com reconhecimentopouco volume - de maneira confiáveltempo para abrir/fechar conexão não vale a penaproblema: nível de rede pode receber várias cópias

(descarte)

com conexão, e reconhecimento:volumes maiores de maneira confiável, cópia única

Nível de EnlaceControle de Acesso

duas máquinas ligadas ao meio de transmissão: caso simples

várias máquinas ligadas ao meio de transmissão: disciplina ?

Centralizado: “polling”Distribuído: estações logicamente iguais

todas controlam acesso ao meio físicoDiferentes meios: diferentes formas de controle de acessoUso da arquitetura IEEE 802:

• camada LLC: serviço uniforme de enlace independente do meio

• camada MAC: características dependentes do meio

Nível de Enlace Controle de fluxo

stop and wait originador espera confirmação de um quadro para mandar

outro mecanismo de janelas deslizantes

Quadro 0

ACK 0

Quadro 1

ACK 1

Quadro 0

ACK 0

Stop and WaitFonte transmite framedestino recebe e replica com

acknowledgement (confirmação - ack)Fonte espera ACK antes de mandar

próximo frameDestino pode parar fluxo não mandando

ACK

Stop and Wait - utilização do link

Janelas deslizantesPermite vários frames em transitoReceptor tem um buffer de tamanho W

(janela) Transmissor pode mandar até W frames sem

AckCada frame é numeradoAck inclui número do próximo frame esperadoNúmeros de sequencia limitados a tamanho

do campo tamanho em “x” bits -> Frames numerados até 2x

Janelas Deslizantes

Janelas Deslizantes - exemplo

Janelas deslizantes - melhoriasReceptor pode confirmar frames (ack) sem

permitir transmissão (Receive not Ready)Enviador fica suspensoReceptor tem que mandar uma confirmação

normal para continuar o tráfegoEm caso de fluxo duplex, utilizar confirmação

junto com dados técnica chamada “piggybacking” se nao mandar dados - usar frame com ack se tem dados mas não tem ack para mandar

manda último número de ack novamenteou tem um flag indicando se ack é válido ou não (ex.: TCP)

Controle de fluxo - exercíciosCanal transmite a 4kbps e tem tempo de

propagação de 30 ms. Que tamanho de frame de dados dá uma eficiência de no mínimo 50% da utilização do canal utilizando stop-and-wait ?

Considere o uso de frames de 1000 bits em um canal de satélite de 1Mbps e atraso de 270 ms. Qual a taxa de utilização do canal para controle de fluxo stop and wait janela deslizante de tamanhos 7, 127 e 255

Transmissão de Frames - com e sem erros

Controle de errosDetecção de bits errados em framesFrames perdidosPedido de repetição

ack positivo - ok ack negativo - retransmissão

repetição automática retransmissão automática depois de um tempo

sem confirmação de frame - timeout

Coletivamente: ARQ -Automatic Repeat Request

Detecção de errosBits adicionais adicionados pelo

transmissor para detectar erroParidade

indica número par ou ímpar de bits 1 em um caracter

número par de bits errados - não detecta

CRC- Cyclic Redundancy CheckPara um bloco de k bits o transmissor gera

uma sequencia de n bitsTransmite k+n bits - que deve ser divisível

sem resto por um número escolhido (n gerado para que divisão de k+n por este número seja inteira)

Receptor divide o frame pelo número Sem resto - assume-se inexistência de erro com resto - erro

Controle de erros

ARQ -Automatic Repeat Request stop and wait go back N selective reject

Stop and WaitFonte transmite frame únicoespera ackse recebe frame com erro, descarta

transmissor tem mecanismo de timeout se não recebe confirmação dentro do timeout -

retransmite

Se o ACK está corrompido, transmissor não o reconhece retransmite receptor recebe duas cópias do frame usa ACK0 e ACK1

DiagramaStop and Wait

simplicidadeineficiencia

Go Back N (1)Baseado em janela deslizantese não tem erro: manda confirmação do

frame, que indica próximo frame esperadoem caso de erro, responde com rejeição

descarta o frame e todos os frames futuros até que o frame com erro seja recebido corretamente

tramissor deve voltar (go back) e retransmitir o frame errado e todos os subsequentes

Go Back N - caso de frame erradoReceptor detecta erro no frame ireceptor manda rejeição de itransmissor recebe rejeiçãotransmissor retransmite frame i e todos

subsequentes

Go Back N - Frame perdido (1)Frame i perdidoTransmissor manda i+1receptor recebe frame i+1 for a de

sequenciareceptor manda reject itransmissor volta ao frame I e retransmite

Go Back N - Frame Perdido(2)Frame i perdido e não foi mandado frame

adicional receptor nao recebe nada e nao retorna nada transmissor tem timeout e manda ack com

bit P setado para 1 - pedido de confirmação receptor interpreta como um comando que

deve ser confirmado com o número do próximo frame esperado

receptor manda confirmação de i transmissor transmite frame I

Go Back N - Ack corrompidoReceptor recebe frame I e manda ack I+1

que é perdidoacks são cumulativos, então ack I+n deve

chegar antes do transmissor ter timeout do frame i

se chegar ack I+n - considera frames confirmados

se transmissor tem timeout, manda ack com bit P ligado, pedindo confirmação

isto pode ser repetido um número de vezes antes de resetar o enlace

Go Back N - Diagrama

Reject seletivoTambém chamado retransmissão seletivasomente frames rejeitados sao

retransmitidosframes subsequentes sao aceitos pelo

receptor e bufferizadosminimiza retransmissãoreceptor deve manter buffer suficiente

Selective Reject -Diagram