Disciplina: Princípios de Redes de Computadores Parte 3

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1 Disciplina: Princípios de Redes de Computadores Parte 3
Flávia Balbino da Costa

2 2) CAMADA DE ENLACE 2.1) Introdução e Serviços
Neste capítulo chamaremos os roteadores e hospedeiros de nós. Enlaces são canais de comunicação que conectam nós adjacentes ao longo dos caminhos de comunicação.

3 Para levar um datagrama de um hospedeiro de origem até um hospedeiro de destino, o datagrama tem de ser transportado sobre cada um dos enlaces individuais existentes no caminho fim-a-fim. Considerando um dado enlace, um nó trasmissor encapsula o datagrama em um quadro de camada de enlace e transmite o quadro para dentro do enlace, e um nó receptor recebe o quadro e extrai o datagrama.

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5 2) CAMADA DE ENLACE 2.2) Serviços fornecidos pela camada de Enlace
Enquanto a camada de Rede tem a tarefa de movimentar segmentos da camada de transporte fim-a-fim, desde o hospedeiro de origem até o hospedeiro de destino, um protocolo da camada de enlace é encarregado de movimentar datagramas da camada de rede nó a nó por um único enlace no caminho.

6 Um datagrama pode ser manipulado por diferentes protocolos de enlace nos diferentes enlaces no caminho. Por exemplo, um datagrama pode ser manipulado pelo protocolo Ethernet no primeiro enlace, pelo PPP no último enlace e por um protocolo WAN de camada de enlace nos enlaces intermediários. Os serviços fornecidos pelos protocolos de camada de enlace podem ser diferentes. Analogia – agente de viagens que planeja uma viagem de um local para outro – (pag. 329 – Kurose).

7 Embora o serviço básico de qualquer camada de enlace seja mover um datagrama de um nó até outro nó adjacente, por um único enlace de comunicação, os detalhes do serviço podem variar de um protocolo de camada de enlace para outro. Entre os possíveis serviços que podem ser oferecidos por um protocolo de camada de enlace, estão: Enquadramento de dados Acesso ao enlace Entrega confiável Controle de fluxo Detecção de erros Correção de erros Half-duplex e full-duplex

8 Enquadramento de dados
Quase todos os protocolos de camada de enlace encapsulam cada datagrama de camada de rede dentro de um quadro de camada de enlace antes de transmiti-lo pelo enlace. Um quadro consiste em um campo de dados no qual o datagrama da camada de rede é inserido.

9 Acesso ao enlace Um protoloco de controle de acesso ao meio (medium access control protocol – MAC) especifica as regras segundo as quais um quadro é transmitido pelo enlace. Para enlaces ponto-a-ponto que têm um único remetente em uma extremidade do enlace e um único receptor na outra extremidade, o protocolo MAC é simples (ou inexistente) – o remetente pode enviar um quadro sempre que o enlace estiver ocioso.

10 Acesso ao enlace Quando vários nós compartilham um único enlace de broadcast, acontece o problema de acesso múltiplo. Neste caso, o protocolo MAC serve para coordenar as transmissões de quadros dos muitos nós.

11 Entrega confiável Quando um protocolo de camada de enlace fornece serviço confiável de entrega, ele garante que vai transportar cada datagrama da camada de rede pelo enlace sem erro (ponto-a-ponto). Lembrando que o protocolo TCP (camada de Transporte) também fornece serviço confiável de entrega (fim-a-fim). Semelhante ao TCP, a camada de enlace fornece serviço confiável de entrega com reconhecimentos e retransmissões.

12 Entrega confiável Este serviço é muito usado por enlaces com taxas altas de erros, como é o caso de um enlace sem fio. Nestes casos, acontece a correção do erro localmente, sem a necessidade de retransmissões fim-a-fim. Entretanto, a entrega confiável pode ser considerada uma sobrecarga desnecessária para enlaces com baixas taxas de erros (enlaces de fibra, enlaces coaxiais e enlaces de pares de fios de cobre).

13 Controle de fluxo Os nós de cada lado de um enlace têm um capacidade limitada de armazenar quadros. Este é um problema potencial, pois um nó receptor pode receber quadros a uma velocidade maior do que sua capacidade de processá-los. Sem o controle de fluxo, o buffer do receptor pode transbordar e quadros podem ser perdidos. Semelhante à camada de transporte, um protocolo de camada de enlace pode fornecer controle de fluxo para evitar que o nó remetente de um lado de um enlace congestione o nó receptor.

14 Detecção de erros Um nó receptor pode decidir incorretamente que um bit de um quadro é 0 quando foi transmitido como 1 e vice-versa. Esses erros de bits são introduzidos por atenuação de sinal e ruído eletromagnético. As camadas de Rede e de Transporte possuem o serviço de detecção de erros, mas são os protocolos da camada de enlace que fazem uma detecção mais sofisticada e implementada em hardware.

15 Correção de erros A correção de erros é semelhante à detecção de erros, exceto que um receptor não somente detecta se foram introduzidos erros no quadro, mas também determina exatamente em que lugar do quadro os erros ocorreram (e, então os corrige). Alguns protocolos (como o ATM) fornecem correção de erros na camada de enlace apenas para o cabeçalho do pacote, e não para o pacote inteiro.

16 Half-duplex e full -duplex
Full-duplex – os nós em ambas as extremidades de um enlace podem transmitir quadros ao mesmo tempo. Half-duplex – um nó não pode transmitir e receber quadros ao mesmo tempo.

17 2) CAMADA DE ENLACE 2.3) Comunicação por adaptadores
Para um dado enlace de comunicação, o protocolo de camada de enlace é, na maioria das vezes, implementado em um adaptador. Um adaptador é uma placa (ou um cartão PCMCIA) que contém RAM, clips DSP, uma interface de barramento de hospedeiro e uma interface de enlace. Adaptadores são também conhecidos como cartões (placas) de interface de rede ou NIC´s (Network interface cards).

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19 Como mostra a figura anterior, a camada de rede do nó transmissor (isto é, um hospedeiro ou um roteador) para um datagrama da camada de rede ao adaptador que processa o lado remetente do enlace de comunicação. O adaptador encapsula o datagrama em um quadro e, então, transmite o quadro para dentro do enlace de comunicação. Do outro lado, o adaptador recebe o quadro inteiro, extrai o datagrama de camada de rede e o passa para a camada de rede.

20 O adaptador é uma unidade semi-autônoma.
Por exemplo: um adaptador pode receber um quadro, determinar se ele está errado e descartá- lo sem notificar outros componentes (por exemplo, a CPU) no nó em que está abrigado (o qual denominamos nó pai do adaptador).

21 A figura a seguir mostra os principais componentes de um adaptador: a interface de barramento e a interface de enlace. A interface de barramento é responsável pela comunicação com o nó pai do adaptador. Ela transfere dados e informações de controle entre o adaptador e o nó pai. A interface de enlace é responsável pela implementação do protocolo da camada de enlace. Além da montagem e desmontagem de datagramas, ela pode prover detecção de erros, acesso aleatório e outras funções. Inclui também o conjunto de circuitos de transmissão e de recepção.

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23 2) CAMADA DE ENLACE 2.4) Protocolos de Acesso Múltiplo - Estudo orientado 1. Protocolos de divisão de canal Protocolos de acesso aleatório Protocolos de revezamento