Comunicação de Dados e Teleprocessamento Nível de Enlace

Apresentação em tema: "Comunicação de Dados e Teleprocessamento Nível de Enlace"— Transcrição da apresentação:

1 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.

2 Protocolos de comunicação O 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 ...

3 Modelo OSI Organização em camadas

4 Comparação das Arquiteturas OSI e Internet

5 Nível de Enlace Principais Características Delimitação de Quadros
Controle de Fluxo Controle de Erros Serviços oferecidos Controle de Acesso

6 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.: (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

7 Nível de Enlace Serviços oferecidos sem conexão, sem reconhecimento
redes com baixa taxa de erros no nível físico demora na transmissão pior do que perda (ex.: voz, vídeo) sem conexão, com reconhecimento pouco volume - de maneira confiável tempo para abrir/fechar conexão não vale a pena problema: nível de rede pode receber várias cópias (descarte) com conexão, e reconhecimento: volumes maiores de maneira confiável, cópia única

8 Nível de Enlace Controle 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 físico Diferentes meios: diferentes formas de controle de acesso Uso da arquitetura IEEE 802: camada LLC: serviço uniforme de enlace independente do meio camada MAC: características dependentes do meio

9 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

10 Stop and Wait Fonte transmite frame
destino recebe e replica com acknowledgement (confirmação - ack) Fonte espera ACK antes de mandar próximo frame Destino pode parar fluxo não mandando ACK

11 Stop and Wait - utilização do link

12 Janelas deslizantes Permite vários frames em transito
Receptor tem um buffer de tamanho W (janela) Transmissor pode mandar até W frames sem Ack Cada frame é numerado Ack inclui número do próximo frame esperado Números de sequencia limitados a tamanho do campo tamanho em “x” bits -> Frames numerados até 2x

13 Janelas Deslizantes

14 Janelas Deslizantes - exemplo

15 Janelas deslizantes - melhorias
Receptor pode confirmar frames (ack) sem permitir transmissão (Receive not Ready) Enviador fica suspenso Receptor tem que mandar uma confirmação normal para continuar o tráfego Em 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 novamente ou tem um flag indicando se ack é válido ou não (ex.: TCP)

16 Controle de fluxo - exercícios
Canal 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

17 Transmissão de Frames - com e sem erros

18 Controle de erros Detecção de bits errados em frames Frames perdidos
Pedido 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

19 Detecção de erros Bits adicionais adicionados pelo transmissor para detectar erro Paridade indica número par ou ímpar de bits 1 em um caracter número par de bits errados - não detecta

20 CRC- Cyclic Redundancy Check
Para um bloco de k bits o transmissor gera uma sequencia de n bits Transmite 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

21 Controle de erros ARQ -Automatic Repeat Request stop and wait
go back N selective reject

22 Stop and Wait Fonte transmite frame único espera ack
se 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

23 Diagrama Stop and Wait simplicidade ineficiencia

24 Go Back N (1) Baseado em janela deslizante
se não tem erro: manda confirmação do frame, que indica próximo frame esperado em 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

25 Go Back N - caso de frame errado
Receptor detecta erro no frame i receptor manda rejeição de i transmissor recebe rejeição transmissor retransmite frame i e todos subsequentes

26 Go Back N - Frame perdido (1)
Frame i perdido Transmissor manda i+1 receptor recebe frame i+1 for a de sequencia receptor manda reject i transmissor volta ao frame I e retransmite

27 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

28 Go Back N - Ack corrompido
Receptor recebe frame I e manda ack I+1 que é perdido acks 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

29 Go Back N - Diagrama

30 Reject seletivo Também chamado retransmissão seletiva
somente frames rejeitados sao retransmitidos frames subsequentes sao aceitos pelo receptor e bufferizados minimiza retransmissão receptor deve manter buffer suficiente

31 Selective Reject - Diagram