Protocolos e Divisão em Camadas Introdução Protocolos e Divisão em Camadas

Introdução Porque os Protocolos são necessários? Detalhe: o hardware permite a transferência pura e simples dos bits no meio

Introdução Os aplicativos não trabalham diretamente com o hardware para transmitir dados; Eles contam com a ajuda de um software especial para tratar dos problemas de comunicação: ex: erros, correção, recuperação, tradução, atrasos, etc. Os protocolos para comunicação, geralmente são divididos em vários camadas.

Introdução Os objetivos são: Garantir a eficiência; Ter uma camada que trata especificamente de um problema; Facilidade de projetar, analisar e testar; Flexibilidade; Interface simplificada entre aplicação e o hardware.

Modelo de camadas Modelo de camadas ISO: Define 7 camadas:

As setes camadas Atualmente, o modelo ISO é pouco usado, mas serve para fornecer explicações de funcionamento e as relações existentes entre a aplicação e a complexidade do hardware numa comunicação de dados; Cada camada representa o nível mais baixo até o nível mais alto de um componente de protocolo de uma rede.

As setes camadas Camada 1, Físico: Corresponde ao hardware básico; Camada 2, Link de Dados: Organiza os dados em quadros e especifica com os dados devem ser transmitidos: Ex: checksum, byte stuffing; Camada 3, Rede: Especifica como são atribuídos os endereços e como são encaminhados os dados ao longo da rede; Camada 4, Transporte: Trata de como tornar a transferência confiável, é parte mais complexa da camada; Camada 5: Sessão: Define como estabelecer uma sessão de comunicação com um sistema remoto: ex: como fazer Login, saber quem é o usuário; Camada 6: Apresentação: é necessário para traduzir as diferentes representações de números e caracteres; Camada 7, Aplicativo: Especifica como um aplicativo em particular usa a rede; Ex: Como definir o nome do arquivo;

Pilhas de protocolo Em geral, o nome pilha de protocolo refere-se ao conjunto de protocolos que compõe o software de protocolo; Muitos empresas fornecem suas pilhas que projetam seus protocolos baseados nos conceitos de pilhas ou camadas, mas apesar disto, são incompatíveis entre sí por diferirem em alguns detalhes; Novell NETWARE Banyam System Corp. VINES Apple Computer Corp. Apple Talk Digital Equipament Corp. DECNET IBM SNA Outros TCP

Pilha de protocolo Ex:

Múltiplos cabeçalhos aninhados Normalmente cada camada insere um cabeçalho antes de passar os dados para a camada inferior:

Técnicas usadas por protocolos Verificação de Bit de paridade, CRC, Checksum (Link de Dados); Detecção de erros e correção de erros (Transporte); Controle para sequenciamento para as entregas fora de ordem; Para sistemas sem conexão; Que mudam de rota; O lado remetente inclui um numero sequencial que informa ao receptor a ordem correta dos pacotes;

Técnicas usadas por protocolos

Técnicas usadas por protocolos Sequenciamento para eliminar pacotes duplicados O algoritmo de sequenciamente já trata desse problema; Retransmitindo Pacotes Perdidos; Normalmente quando um transmissor envia pacotes, eles sempre aguardam uma confirmação de recebimento por parte receptor, caso não receba a confirmação no devido tempo (temporização) ele re-envia novamente os dados. Esta técnica gera o problema de introduzir pacotes duplicados;

Técnicas usadas por protocolos Evitando Repetições Causadas por Atrasos Excessivos; Uma fonte de atraso típico num sistema de comutação é switch de pacotes; Atrasos extraordinários podem levar a erros de replays; Ex: Dois computadores concordam em se comunicar as 13:00; Um computador envia uma sequencia de dez pacotes para o outro; Um problema de hardware faz com que o pacote 3 sofra um atraso; Algumas rotas mudam para evitar o problema de hardware; Software de protocolo remetente retransmite o pacote 3, e os pacotes restantes são transmitidos sem erros; As 13:05 os dois computadores concordam em transmitir outros dados; Depois que o segundo pacote chega, o terceiro pacote da comunicação anterior chega logo em seguida causando um problema que não será detectado;

Técnicas usadas por protocolos Controle de Fluxo para prevenir Atropelamento de Dados Nem todos os computadores trabalham na mesma velocidades; A técnica de confirmação após o envio evita o problema, mas gera atrasos; Janela Deslizante: Consistem em ambos os computadores, remetente e receptor combinarem um tamanho fixo de uma janela deslizante; A idéia básica é que o remetente envie na sequencia sem perda de tempo vários pacotes de uma vez. O receptor por sua vez deve enviar uma confirmação a medida que os pacotes chegam intactos; Por questões de segurança, os quadros na janela só são descartados após a chegada da confirmação do receptor

Técnicas usadas por protocolos A janela Deslizante pode aumentar muito o throughput!

Técnicas usadas por protocolos Tw=TgxW Tw=min(B,TgxW)

Técnicas usadas por protocolos Mecanismos para evitar congestionamentos: Alternativas: switch com bufferização; retransmissões; O swicth avisar o transmissor; Adicionar um bit nos pacotes transmitidos para que no acknowledment o receptor avise o transmissor para ir mais devagar;