Redes (IS20) - uji.esredondo/redes/capitulo4_IS20.pdf · Curso 2003-2004 - Redes (IS20) -Capítulo...

Curso 2003-2004 - Redes (IS20) -Capítulo 4 1

Redes (IS20)Ingeniería Técnica en Informática de Sistemas

CAPÍTULO 4: Capa de enlace

http://www.icc.uji.esÍN

DIC

EÍN

DIC

E

1. Diseño de la capa de enlace

2. Detección y corrección de errores

3. Protocolos Básicos de Control de enlace de datos

4. Protocolo de la ventana corrediza

5. Protocolos para el control de enlace de datos


1.1. Servicios de la capa de enlace de datos

1.2. Enmarcado

1.3. Tipos de servicios

1. Diseño de la Capa de Enlace de Datos

1. D

iseñ

o de

la C

apa

de E

nlac

e de

Dat

os1.

Dis

eño

de la

Cap

a de

Enl

ace

de D

atos


1.1. Servicios de la capa de enlace de datos

1. D

iseñ

o de

la C

apa

de E

nlac

e de

Dat

os1.

Dis

eño

de la

Cap

a de

Enl

ace

de D

atos

• Las técnicas de sincronización y transmisión vistas son insuficientes para controlar el flujo de información y la posible aparición de errores

¿Cuáles son las funciones de la capa de enlace? • Proporcionar una interfaz de servicio bien definida con la capa de red

• Determinar la forma en que los bits de la capa física se agrupan en tramas

• Manejar los errores de transmisión

• Regular el flujo de tramas para que los receptores lentos no sean abrumados por los transmisores rápidos

Relación entre paquetes (packets) y marcos o tramas (frames)


• Comunicación entre dos máquinas– Un proceso en la capa de red (3) pasa bits a la capa de enlace (2)

– La misión de la capa de enlace de datos es transmitir los bits hacia la capa de red de la máquina destino

• Usamos comunicaciónVIRTUAL: 2 procesos se comunican en la capa de enlace de datos usando un protocolo de enlace de datos

1. D

iseñ

o de

la C

apa

de E

nlac

e de

Dat

os1.

Dis

eño

de la

Cap

a de

Enl

ace

de D

atos Modelo de Capas


Servicios de la CED – Usa servicios de capa física

– La capa física acepta flujo de bits e intenta entregarlo al destino

– Control de errores: debe detectar y si es necesario corregir errores

– Control de flujo: divide el flujo de bits en tramas

– Sincronización de trama: identificación de inicio y fin de trama

– Direccionamiento: identificación de estaciones involucradas

• Todos los servicios se realizan a nivel de trama por lo que debe estar bien delimitada

1.2. Enmarcado¿Cómo se delimita una trama?

Métodos para indicar el inicio y fin de cada trama– Conteo de caracteres

– Caracteres de inicio y fin, con relleno de caracteres

– Indicadores de inicio y fin, con relleno de bits (Ejemplo:HDLC)

1. D

iseñ

o de

la C

apa

de E

nlac

e de

Dat

os1.

Dis

eño

de la

Cap

a de

Enl

ace

de D

atos


Encabezado: número de caracteres en la trama

(a) Corriente de caracteres sin errores

(b) Corriente de caracteres con errores

1. D

iseñ

o de

la C

apa

de E

nlac

e de

Dat

os1.

Dis

eño

de la

Cap

a de

Enl

ace

de D

atos Conteo de caracteres


(a) Cada marco empieza y termina con un FLAG

(b) Ejemplos:

FLAG en dato, se añade ESC

ESC en dato, se añade ESC

ESC FLAG en dato se añade ESC para ESC y ESC para FLAG

ESC ESC en dato se añade un ESC para cada ESC

(a)

(b)

1. D

iseñ

o de

la C

apa

de E

nlac

e de

Dat

os1.

Dis

eño

de la

Cap

a de

Enl

ace

de D

atos Caracteres de inicio y fin, con relleno de caracteres


– Técnica con número arbitrario de bits por carácter

– Cada trama empieza y termina por un patrón 01111110

– Relleno de bits: cada 5 unos se añade un cero

(a) Los datos originales

(b) Los datos en línea (con relleno de bits)

(c) Datos en receptor después de quitar bits de relleno

1. D

iseñ

o de

la C

apa

de E

nlac

e de

Dat

os1.

Dis

eño

de la

Cap

a de

Enl

ace

de D

atos Indicadores de inicio y fin, con relleno de bits


1. Servicio sin acuse, sin conexión– Envío de tramas independientes sin acuse de recibo y sin conexión previa

– Si se pierde una trama no se intenta recuperarla en la CED

– En líneas de tasa de error bajas y para tráfico en tiempo real (LAN)

2. Servicio con acuse, sin conexión– No usa conexión previa

– Cada trama enviada es reconocida por receptor individualmente

– Si no ha llegado bien en un cierto tiempo se retransmite

3. Servicio con acuse orientado a la conexión– Máquinas establecen conexión antes de enviar datos

– Tramas numeradas. Se garantiza su llegada única y ordenada

– Proporciona a los procesos de la capa de red un flujo de bit confiable

– Fases: a) conexión, inicialización de variables y contadores para controlar las tramas recibidas b)transmisión de tramas c) desconexión y liberación de recursos

1. D

iseñ

o de

la C

apa

de E

nlac

e de

Dat

os1.

Dis

eño

de la

Cap

a de

Enl

ace

de D

atos 1.3.Tipos de Servicios CED


2.1. Paridad

2.2. Código Polinómico o de Redundacia

Cíclica(CRC)

2.3. Código Hamming

2. Detección y corrección de errores

2. D

etec

ción

y C

orre

cció

n de

err

ores

2. D

etec

ción

y C

orre

cció

n de

err

ores


• Tipos de errores: aislados, en ráfagas, agrupados

• Estrategias de manejo de errores:– No tenerlos en cuenta

– Introducir la información necesaria que detecte que ha habido error. Después mediante técnica “Hacia atrás” se pide la retransmisión

• Bits de Paridad

• Códigos polinomiales o de redundancia cíclica (Cyclic Redundancy Check)

– Introducir información redundante que detecte cuál ha sido el error, son códigos autocorrectivos

• Hamming

• Consideraciones:– Trama=m bits de datos

– Palabra código (de n bits)=m+r bits de comprobación

– Diferencia entre dos palabras=nº bits en que difieren

2. Detección y Corrección de errores

2. D

etec

ción

y C

orre

cció

n de

err

ores

2. D

etec

ción

y C

orre

cció

n de

err

ores


• Se agregan bits de control (paridad) a los bits de datos

• Se escogen de manera que el número de unos sea par o impar.– Par (Impar): se agrega un 1 o 0 para que nº de unos sea par (impar)

• Control de paridad vertical:– Se aplica sobre cada carácter que se envía.

– Solo detecta que ha habido un único error

• Control de paridad longitudinal:-Se forman bloques de n caracteres p.ej 7 bits

-Por cada nivel de bits de los caracteres, 1 bit paridad longitudinal

-El conjunto de bits de paridad es un nuevo carácter. Detecta si hay 1 error

• Control bidimensional: combinación de los anteriores, detecta (donde) un bit erróneo

2.1. Paridad

2. D

etec

ción

y C

orre

cció

n de

err

ores

2. D

etec

ción

y C

orre

cció

n de

err

ores


2.2.Código polinómico o de redundancia cíclica (CRC)

2. D

etec

ción

y C

orre

cció

n de

err

ores

2. D

etec

ción

y C

orre

cció

n de

err

ores

– El mensaje (trama) a enviar se representa mediante un polinomio M(x)

– Se divide en el transmisor, M(x) (de grado n) entre G(x) polinomio Generador (de grado r), característico del código, acordado por ambos extremos del canal de comunicación. Sea xr un polinomio auxiliar.

– Se usa técnica modulo 2 (sin acarreo) en sumas y restas (XOR)

– En emisor obtenemos 2 polinomios:

C(x) cociente y R(x) resto

– R(x) se denomina FCS (frame check sequence) “secuencia o suma de comprobación de trama” , grado menor que r

– Se envía la trama T(x) (grado n+r)

– El receptor divide lo recibido entre G(x) y se comprueba el valor del resto

– Si no hay errores T(x) será divisible (modulo 2) entre G(x)

• Polinomios generadores: Normas internacionales:

• La generación de FCS y detección de errores es por Hardware

)()()( xRxMrXxT −⋅=

;1245781011121622232632

;51216

;21516

:1231112

1:321:

116_;1:12

++++++++++++++

+++

++++++++

−−−

xxxxxxxxxxxxxxCRCxxxCCITTCRC

xxxCRCxxxxxCRC

)()()(

)(xRyxC

xGxMrX ⇒⋅


Ejemplo

2. D

etec

ción

y C

orre

cció

n de

err

ores

2. D

etec

ción

y C

orre

cció

n de

err

ores

Trama transmitida: El receptor la divide

11010110111110 entre G(x)

Si resto cero NO ERROR

)()()( xRxMrXxT −⋅=

)()()(

)(

00001101011011:)(

410011:)(

1101011011:)(0134689

xRyxCxG

xMrX

xMrX

rxG

xxxxxxx

xM

⇒⋅

⋅

=++++++


Ejercicio

2. D

etec

ción

y C

orre

cció

n de

err

ores

2. D

etec

ción

y C

orre

cció

n de

err

ores

• Se desea enviar un mensaje compuesto por la siguiente secuencia de bits: 1100000111

Se utilizará para el control de errores códigos polinomiales usando el siguiente polinomio generador:

Calcular el resto y la secuencia completa (“trama con suma de comprobación” FCS) T(x) que se deberá transmitir y que permitirá detectar la secuencia de errores en el receptor.

¿Habrá error si el receptor capta la secuencia siguiente?

110000011101010

1)( 45 ++= XXxG


• Distancia de Hamming es el número de bits en que difieren dos secuencias binarias de igual longitud

• Distancia de Hamming relacionada con la probabilidad de errorH=M+1 detecta M errores; H=2M+1 se corrigen M errores

• Ejemplo: Modelo geométrico del cubo– Tenemos un código de 3 bits : 8 combinaciones diferentes

H=1 no detecta H=2 detecta 1 error H=3 detecta 2 erroresni corrige no corrige corrige 1 error

• Código Hamming: es un código autocorrector que permite detectar y corregir errores mediante el empleo de bits de paridad con determinadas combinaciones únicas de bits de información

2.3. Código Hamming

2. D

etec

ción

y C

orre

cció

n de

err

ores

2. D

etec

ción

y C

orre

cció

n de

err

ores


• Ejemplo: 1 carácter de 4 bits de información– Se añaden 3 bit de verificación de paridad en las posiciones de las

potencias de 2 (1,2,4,8,...)

– El carácter a transmitir se forma añadiendo los bit de verificación

– Si se envía 0011 (I3I5I6I7) y usamos paridad PAR

– El código correspondiente será: 1000011 (P1P2I3P4I5I6I7)

– Para saber que bits controla cada paridad basta mirar las columnas con 1Bit datos P4P2 P1

0 0 0 no error

1 = 0 0 1 error en P1

2 = 0 1 0 error en P2

3= 0 1 1 afecta la paridad 1 y 2

4 = 1 0 0 error en P4



7= 1 1 1 afectan todos los bits de verificación (nº en azul)

• Distancia de Hamming H=3 (corrige 1 error)2. D

etec

ción

y C

orre

cció

n de

err

ores

2. D

etec

ción

y C

orre

cció

n de

err

ores

Si se recibe:1000001(P1P2I3P4I5I6I7)I6=0 ERRORP2=001 impar ERRORP4=001 impar ERROR


3.1. Introducción

3.2. Protocolo simplex sin restricciones

3.3. Protocolo de parada y espera para canal fiable

3.4. Protocolo de parada y espera para canal no fiable

3. Protocolos Básicos de Control de Enlace

3. P

roto

colo

s de

Con

trol

de

Enla

ce3.

Pro

toco

los

de C

ontr

ol d

e En

lace


• En los dispositivos se necesita una capa de control que regule el flujo de información y detecte y controle la aparición de errores, la capa de control de enlace de datos (CED)

• Los protocolos de CED realizan las funciones siguientes:– Control de flujo:

• el receptor no debe ser saturado por la información que recibe del emisor

– Detección de errores:• El receptor calculará el código recibido en función de los bits recibidos

(trama) y lo comparará con el código real.

• El control de errores se realiza mediante retransmisión de tramas dañadas no confirmadas o por peticiones de retransmisión solicitadas por el receptor

TRAMA= cabecera+datos (paquete)+cola (FCS)

• La transmisión de tramas lleva un retardo asociado

3.1. Introducción

3. P

roto

colo

s de

Con

trol

de

Enla

ce3.

Pro

toco

los

de C

ontr

ol d

e En

lace


• En la bibliografía “Tanenbaum” se puede conseguir un simulador para linux de ciertos protocolos que estudiaremos a continuación: http://www.cs.vu.nl/~ast/

http://authors.phptr.com/tanenbaumcn4

• A continuación se presentan algunas estructuras de datos y procedimientos que contiene el fichero protocol.h

Estructuras de datos y procedimientos

3. P

roto

colo

s de

Con

trol

de

Enla

ce3.

Pro

toco

los

de C

ontr

ol d

e En

lace


Estructuras de datos y procedimientos

3. P

roto

colo

s de

Con

trol

de

Enla

ce3.

Pro

toco

los

de C

ontr

ol d

e En

lace 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11


Transmisión de Datos en una única dirección (símplex)

Las Capas de Red siempre listas, buffer INFINITO en receptor

Canal de Comunicación LIBRE DE ERRORES

• No se usan números de secuencia ni de acuse

• Único evento: frame_arrival , llegada de una trama sin daños

• El algoritmo se puede construir como:

Protocolo símplex sin restricciones: “utopía” (1/2)

3. P

roto

colo

s de

Con

trol

de

Enla

ce3.

Pro

toco

los

de C

ontr

ol d

e En

lace

Receptor:Repite

Espera evento

Cuando llega trama

Extrae la trama desde C.Física

Pasa paquete a C.Red

Emisor:Repite

Obtén paquete de C.Red

Construye trama s

Envía trama a destino


Protocolo símplex sin restricciones: “utopía” (2/2)

3. P

roto

colo

s de

Con

trol

de

Enla

ce3.

Pro

toco

los

de C

ontr

ol d

e En

lace

ReceptorRepite

Espera evento

Cuando llega trama

Extrae la trama desde C.Física


Emisor:Repite


Construye trama s



Transmisión de Datos en una única dirección (símplex)

Las Capas de Red siempre listas, buffer FINITO en receptor

(transmisor puede saturar a receptor)

Canal de Comunicación LIBRE DE ERRORES

• Solución: Emisor bloqueado hasta recibir acuse del receptor

• El algoritmo se puede construir como:

Protocolo símplex de parada y espera con canal fiable

3. P

roto

colo

s de

Con

trol

de

Enla

ce3.

Pro

toco

los

de C

ontr

ol d

e En

lace

ReceptorRepite

Espera evento

Cuando llega trama

Extrae la trama r desde C.Física


Envía acuse (ACK) de la trama

Emisor:Repite


Construye trama s


Espera acuse (ACK) de trama

(1/2)

Mejor tramas pequeñas: buffer limitado, probab.error menor, menor tiempo de ocupación del canal

propt

transt <


Protocolo símplex de parada y espera con canal fiable

3. P

roto

colo

s de

Con

trol

de

Enla

ce3.

Pro

toco

los

de C

ontr

ol d

e En

lace

ReceptorRepite

Espera evento

Cuando llega trama



Envía acuse de la trama s

Emisor:Repite


Construye trama s


Espera acuse de trama

(2/2)


Datos en una única dirección (símplex)

Las Capas de Red siempre listas, buffer FINITO en receptor

Canal de Comunicación CON ERRORES

• Técnicas de control de errores (ARQ automatic repeat request):

–Detección de errores, confirmación positiva o negativa, retransmisión después de ∆t

Ejemplo: Protocolo ARQ de parada y espera para canal no fiable

• Partimos de modificación del protocolo anterior:–Añadir temporizador ∆t en transmisor que controle la llegada del ACK

–Se manda un mensaje (trama) y se recibe un ACK (acuse) en ∆t

¿Qué pasa si el hardware del receptor no detecta que hay error en la trama recibida?

¿Qué pasa hay error en el acuse o no llega durante ∆t?

Protocolo símplex de parada y espera canal NO fiable

3. P

roto

colo

s de

Con

trol

de

Enla

ce3.

Pro

toco

los

de C

ontr

ol d

e En

lace


3. P

roto

colo

s de

Con

trol

de

Enla

ce3.

Pro

toco

los

de C

ontr

ol d

e En

lace

• La misión de la CED es proporcionar comunicación libre de errores y transparente a los procesos de la capa de red

– A manda paquete a CED que asegura que se entregé a la CED de B

– La capa de red de B no puede saber si se perdió o duplicó el paquete, es misión de su CED no entregarle paquete erróneos, ni duplicados

• Respuesta 1: Si no se detecta el error en una trama se entregará un paquete incorrecto en la Capa de Red.

• Posible solución: solo se manda acuse si los datos llegan correctamente

• Respuesta 2: Si hay un error en el acuse o este no llega en el tiempo de temporización del emisor la trama será retransmitida por lo que se duplicará en el receptor (la capa de red no detecta la duplicidad)

• En ambos casos el protocolo fallará

• Hay que usar “número de secuencia” para identificar las tramas


3. P

roto

colo

s de

Con

trol

de

Enla

ce3.

Pro

toco

los

de C

ontr

ol d

e En

lace

• Envío trama m, espero recibir acuse m y se transmitará trama m+1

• Basta con un número de secuencia de un bit: 0 y 1– En cada instante el receptor espera un número determinado,si no llega

este se rechaza

– Si es correcto se acepta la trama y se pasa el paquete a la capa de red, el número de secuencia se incrementa (modulo 2)

• El protocolo siguiente es un ejemplo– El periodo del temporizador debe escogerse de manera que asegure que la

trama llegue al receptor, sea procesada por él y el acuse se propague de regreso al transmisor (relacionado con tiempo de propagación)

– Solo después de transcurrido este tiempo se puede asegurar que la trama se ha perdido y se debe retransmitir

– El transmisor emite la trama arranca el temporizador y espera un evento:• Llega acuse sin daño: capta nuevo paquete en buffer y avanza nº secuencia

• Llega acuse dañado: se puede retransmitir la trama actual

• Fin del temporizador: se puede retransmitir la trama actual


Protocolo símplex de parada y espera canal no fiable

3. P

roto

colo

s de

Con

trol

de

Enla

ce3.

Pro

toco

los

de C

ontr

ol d

e En

lace


4.1. Protocolo de la Ventana corrediza

4.2. Protocolo Ventana corrediza de 1 bit

4.3. Variantes

4. Protocolo de la Ventana corrediza

4. P

roto

colo

de

la V

enta

na c

orre

diza

4. P

roto

colo

de

la V

enta

na c

orre

diza


• Si tiempo de propagación de una trama es mayor que tiempo de transmisión de la misma se puede producir ineficiencia del canal

• Mejor eficiencia si control de flujo mediante ventana deslizanteo corrediza: Permite transmisión de varias tramas a la vez

• Sean A y B estaciones conectadas por enlace full-duplex– Receptor B Buffer suficiente para almacenar W tramas

– El transmisor A puede enviar hasta W tramas sin confirmación (acuse)

– Cada trama se etiqueta con un nº de secuencia

– B manda acuse con nº de la siguiente trama que espera recibir

– Se pueden retener y luego confirmar una o varias tramas a la vez

– Se mantiene lista (VENTANA tx) de nº secuencias que puede transmitir

– Se mantiene lista (VENTANA rc) de nº secuencias que espera recibir

– El número de secuencia limitado por tamaño del campo en trama• k bits 0.. (2k-1) numeración de tramas 2k

4.1. Protocolo de la Ventana corrediza

4. P

roto

colo

de

la V

enta

na c

orre

diza

4. P

roto

colo

de

la V

enta

na c

orre

diza


Ejemplo

4. P

roto

colo

de

la V

enta

na c

orre

diza

4. P

roto

colo

de

la V

enta

na c

orre

diza • Nº de secuencia de 3 bit: 0..7

• En transmisor:– Rectángulo sombreado indica tramas que se pueden transmitir

– Al enviar trama se cierra ventana hacia derecha

– Al recibir confirmación se abre hacia derecha (vertical se desplaza)

– 6 y 7 almacenadas hasta confirmación

• En receptor:– Rectángulo sombreado indica tramas que se espera recibir

– Al recibir trama se cierra ventana hacia derecha

– Al enviar confirmación se abre hacia derecha (vertical se desplaza)


Otro Ejemplo

4. P

roto

colo

de

la V

enta

na c

orre

diza

4. P

roto

colo

de

la V

enta

na c

orre

diza


• Si consideramos transmisión full-duplex las estaciones deben mantener cada una dos ventanas una de transmisión y otra de recepción.

• “Incorporación de confirmación” (Piggybacking)– En la trama un Campo con nº de secuencia de trama

– En la trama un Campo que indica nº secuencia confirmada

• Posibilidades:– Estación quiere enviar datos y hay acuses pendientes:

• En una misma trama Confirmación (acuse) y datos

– Hay acuse pendiente y no hay envío de datos durante mucho tiempo:• Se envía Confirmación por separado en una trama de acuse RR o RNR

– Hay datos que enviar pero no hay acuses pendientes• En el campo confirmación de la trama de datos se incluye la última

confirmación que se envío (el receptor descartar este campo)

Protocolo de la Ventana corrediza

4. P

roto

colo

de

la V

enta

na c

orre

diza

4. P

roto

colo

de

la V

enta

na c

orre

diza


• En los protocolos usados en “Tanenbaum”– Campo kind en encabezado de la trama indica si datos o acuse

– En ack se incorpora el acuse en una trama de datos

– El envío del acuse si no hay trama de datos que enviar se retrasa un tiempo y después se transmite de forma independiente

• Ejemplo: ventana corrediza de 1 bit (usa parada y espera)• 1 bit para nº secuencia y acuse

• next_frame_to_send trama que trata de enviar

• frame_expected trama esperada por receptor

– No pueden comenzar ambas capas de enlace a la vez.

4.2. Protocolo de la Ventana corrediza de 1 bit

4. P

roto

colo

de

la V

enta

na c

orre

diza

4. P

roto

colo

de

la V

enta

na c

orre

diza

Estación B........

Espera evento

Cuando llega trama


Si es la esperada Pasa paquete a C.Red

Envía acuse (ACK) de la trama

......

Estación A (que empieza):Obtén paquete de C.Red

Construye trama s


Espera acuse (ACK) de trama

.......

Si acuse no coincide con esperado retransmite .....


Protocolo de la Ventana corrediza de 1 bit

4. P

roto

colo

de

la V

enta

na c

orre

diza

4. P

roto

colo

de

la V

enta

na c

orre

diza

Primero una delas máquinas

NO simultáneamente

BUCLE


4. P

roto

colo

de

la V

enta

na c

orre

diza

4. P

roto

colo

de

la V

enta

na c

orre

diza • Situación cuando ambos estaciones inician a la vez

• (secuencia, acuse, número de paquete), *indica C.Red acepta paquete

• a) situación normal, b) ambos a la vez (retransmisión de tramas innecesaria)

• En acuse, nº de secuencia de la última trama recibida

Protocolo de la Ventana corrediza de 1 bit

Bo

B1

B2

Ao

A1

A2

B2


4. P

roto

colo

de

la V

enta

na c

orre

diza

4. P

roto

colo

de

la V

enta

na c

orre

diza

• Ejemplo:

Canal satélite de 50Kbps con retardo de propagación de 250msg y tramas de 1000bit.

• Si se usa ventana corrediza de 1 bit– En 20msg se habrá transmitido una trama (de 1000 bit)

– En 520msg ha llegado el acuse de regreso al transmisor de la trama

– El transmisor Bloqueado=(520-20)/520=96%

– Eficiencia 4% Ineficiencia del canal

• Si tamaño de ventana W=26– En t=520ms después de 26 tramas llega un acuse y los siguientes acuses

cada 20ms

– El transmisor puede seguir justo cuando lo necesita

– Siempre hay pendientes 25 o 26 tramas no reconocidas

– Mejor eficiencia pero necesidad de mayor buffer

CanaldelUsoBloqueo

proptrans

transCanaldelUso TT

ttt

T −=+

= 1;2


4. P

roto

colo

de

la V

enta

na c

orre

diza

4. P

roto

colo

de

la V

enta

na c

orre

diza Problemas:

– Pérdida de tramas en una secuencia larga (W grande)

• Los paquetes deben ser entregados en orden en la C.Red

¿Se descartan los que llegaron bien y se reenvía desde el error?– Protocolo de v.c. con regreso a N

– La ventana del receptor de 1 bit, solo acepta tramas en orden

– La ventana de transmisor de tamaño 2n-1

– Se desperdicia ancho de banda

¿Se guardan las que llegaron bien hasta poder procesarlas?– Protocolo de v.c. con repetición selectiva

– La ventana del receptor mayor de 1 bit, se almacenan las tramas correctas

– La ventana de transmisor de tamaño máximo igual al receptor

– Se necesita gran buffer

4.3.Variantes del Protocolo de la Ventana corrediza


5.1. HDLC (High-level Data Link Control)

5.2. LLC (Logical Link Control)

5.3. Protocolo de Internet: PPP

5. Protocolos para el control de enlace

5. P

roto

colo

par

a el

con

trol

de

enla

ce5.

Pro

toco

lo p

ara

el c

ontr

ol d

e en

lace


• Protocolo de la CED, normativa ISO 3309-ISO 4335

• 3 tipos de estaciones– Primaria

• Controla el funcionamiento del enlace.• Las tramas generadas se denominan órdenes.• Mantiene un enlace lógico independiente para cada una de las secundarias.

– Secundaria• Funciona bajo el control de la estación primaria.• Las tramas generadas se denominan respuestas.

– Combinada• Puede generar tanto órdenes como respuestas.

• 2 configuraciones de enlace– No balanceada

• Está formada por una estación primaria y una o más secundarias.• Permite tanto la transmisión “full-duplex” como “semi-duplex”.

– Balanceada• Consiste en dos estaciones combinadas.• Permite tanto la transmisión “full-duplex” como “semi-duplex”.

5.1. HDLC (High-level Data Link Control)

5. P

roto

colo

par

a el

con

trol

de

enla

ce5.

Pro

toco

lo p

ara

el c

ontr

ol d

e en

lace


• 3 modos de transferencia de datos– Modo de respuesta normal NRM (normal response mode)

• Se utiliza en la configuración no balanceada.• La estación primaria transfiere datos a la secundaria.• La secundaria sólo puede transmitir datos usando respuestas a las órdenes

emitidas por la primaria.• Utilizada en líneas con múltiples conexiones.• Computador central como estación primaria.• Terminales como estaciones secundarias.

– Modo balanceado asíncrono, ABM (asynchronous balanced mode)• Se utiliza en la configuración balanceada.• Cualquier estación puede iniciar la transmisión sin necesidad de recibir

permiso.• Es el más utilizado.

• No es necesario hacer sondeos.

– Modo de respuesta asíncrono, ARM (asynchronous response mode)• Se utiliza en la configuración no balanceada.• La estación secundaria puede iniciar la transmisión sin tener permiso

explícito por parte de la primaria.• La estación primaria es responsable del funcionamiento de la línea.• No se utiliza con mucha frecuencia.5.

Pro

toco

lo p

ara

el c

ontr

ol d

e en

lace

5. P

roto

colo

par

a el

con

trol

de

enla

ce


• HDLC utiliza transmisión síncrona, a través de tramas

• Utiliza un formato único de tramas: para datos y inf. de control

• Emplea ventana corrediza con nº secuencia de 3 bits

• Campo FLAG o delimitadores (8 bits):– Combinaciones 01111110, que cierran o abren tramas.

– Uso para sincronización del receptor

– Las técnicas de relleno de bit evitan confusión con datos (5 unos +1 cero)

• Campo de dirección: (8 bits o más):– Identifica estación que ha transmitido o que va a recibir la trama

– Ampliable con múltiplo de 7 bits

– La dirección 11111111 se usa para enviar

Estructura de trama de HDLC

5. P

roto

colo

par

a el

con

trol

de

enla

ce5.

Pro

toco

lo p

ara

el c

ontr

ol d

e en

lace


• Campo de control: (8 bits o 16):– 3 tipos diferentes de trama identificada por primer o 2 primeros bits:

• Tramas de información (I): transportan los datos que se van a transmitir, incluye información para el control de errores y flujo.

• Tramas de supervisión (S): establecimiento y liberación de conexiones, control de enlace, etc

• Tramas no numeradas (N): servicio no fiable sin conexión

– Los bit de sondeo en tramas de ordenes sondea recepción de respuesta, en tramas respuesta identifica tipo de respuesta tras recepción de una orden

5. P

roto

colo

par

a el

con

trol

de

enla

ce5.

Pro

toco

lo p

ara

el c

ontr

ol d

e en

lace


• Campo de información: (bits variable)– Solo en tramas I y N

– Número de bits múltiplo entero de 8

• Campo de secuencia de comprobación de trama:– FCS frame check sequence o también llamado checksum

– Código de detección de errores CRC de 16 bits

– También se usa CRC de 32 bits

Funcionamiento

• HDLC proporciona intercambio de tramas de información, supervisión y no numeradas entre dos estaciones

• El contenido de las tramas se traduce en una serie de ordenes o respuestas definidas por estándares

• Tres fases: iniciación, transferencia de datos, desconexión.

Variantes

• Protocolos LAP: LAPB, LAPD

5. P

roto

colo

par

a el

con

trol

de

enla

ce5.

Pro

toco

lo p

ara

el c

ontr

ol d

e en

lace


• Es un estándar IEEE 802 para el control de LAN

• Formato de trama diferente a HDLC

• El control de enlace se divide en dos capas: MAC (capa de control de acceso al medio) y LLC (puntos de acceso al servicio del origen y destino DSAP y SSAP, Control LLC y datos)

• No existe el concepto de estación primaria o secundaria. Por lo que se necesitan dos direcciones: Emisor y receptor.

• La detección de errores se realiza en el nivel MAC: CRC-32

• Ofrece servicios: con conexión, sin conexión confirmado, sin conexión no confirmado

5.2. LLC (Logical Link Control)

5. P

roto

colo

par

a el

con

trol

de

enla

ce5.

Pro

toco

lo p

ara

el c

ontr

ol d

e en

lace

SDF = (Delimitación de comienzo de trama, “start of frame delimiter”)DA = (Dirección destino, “destination address”)SA = (Dirección origen, “source address”)FCS = (Secuencia de comprobación de trama, “frame check sequence”)


• Internet formada por host y enrutadores y la infraestructura de conexión

• Situaciones en conexión punto-punto:– LAN conectadas por enrutadores:

• Enrutadores conectados por línea telefónica arrendada– PC caseros conectados a proveedor por módems y línea telefónica

• Como terminal orientada a caracteres (www y otros no disponibles)• Como host todos los servicios de internet

• En las situaciones anteriores se necesita un protocolo punto a punto de enlace de datos: PPP

5.3 Protocolo de Internet

5. P

roto

colo

par

a el

con

trol

de

enla

ce5.

Pro

toco

lo p

ara

el c

ontr

ol d

e en

lace


• Definido en RFC 1661• Se usa en conexiones punto a punto en TCP/IP• Proporciona:

– Método de enmarcado con delimitadores de inicio y fin y control de error– Protocolo de negociación:de activar líneas, probarlas, negociar opciones

y desactivarlas cuando no necesarias: LCP (link control protocol)– Mecanismo para negociar opciones de capa de red con independencia del

protocolo usado. Se tiene un NCP (protocolo de control de red) por cada capa de red reconocida.

• Trama:– Usa relleno de caracteres no de bit como HDLC nº entero bytes– Todas las estaciones admiten la trama, transmisión no confiable– Protocol: tipo paquete en campo carga útil, LCP, NCP, IP,etc.

PPP- Protocolo punto a punto

5. P

roto

colo

par

a el

con

trol

de

enla

ce5.

Pro

toco

lo p

ara

el c

ontr

ol d

e en

lace


5. P

roto

colo

par

a el

con

trol

de

enla

ce5.

Pro

toco

lo p

ara

el c

ontr

ol d

e en

lace Fases de la línea en conexión de Internet

• Inicialmente línea MUERTA– No portadora en capa física. No conexión

• Línea pasa a ESTABLECER (si error MUERTA)– Inicio conexión: Ej. PC llama a proveedor mediante módem– Negociación de opciones de CED: envío en tramas PPP de paquetes LCP

• Una máquina propone opciones y la otra acepta o rechaza hasta acuerdo

• Si hubo éxito línea pasa a VALIDAR (si error TERMINAR)– Máquinas puede verificar sus identidades (opcional)– Se invoca el protocolo NCP apropiado para configurar la C. de Red

• Ej: elección protocolo IP y asignación dinámica de dirección para el host

• Si configuración tiene éxito, línea pasa a ABIERTA– Transporte de datos: se pueden enviar y recibir paquetes– Al final del transporte se envía paquetes NCP para cerrar conexión de red

• La línea pasa a TERMINAR– Se liberan los servicios de la capa de red– Se usa protocolo LCP para cancelar conexión CED

• Se libera la capa física y la línea pasa a MUERTA• Módem indica fin de conexión telefónica

Redes (IS20) - uji.esredondo/redes/capitulo4_IS20.pdf · Curso 2003-2004 - Redes (IS20) -Capítulo...

Documents

Transcript of Redes (IS20) - uji.esredondo/redes/capitulo4_IS20.pdf · Curso 2003-2004 - Redes (IS20) -Capítulo...