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Tema 4

Nivel de Enlace de Datos

Material realizado por la Prof. Ana Verónica Medina Rodríguez

Curso 2012/2013 ARC1

2

Índice

Introducción

Servicios ofrecidos por el nivel de enlace.

Funciones del nivel de enlace.

Análisis de Prestaciones.

Protocolos elementales de nivel de enlace.

Características protocolo HDLC

3

Introducción

Un enlace de datos constituye un sistema de

comunicación que permite el intercambio de

información entre un conjunto de estaciones (DTEs)

que están dotadas de sus correspondientes circuitos

de comunicación de datos (DCEs).

Un enlace de datos se clasifica por:

Configuración.

Tipo de estación.

Uso

Nota:DTEs.-Data Terminal Equipment, equipo terminal de datos).

DCEs.-Data Circuit-Terminating Equipment, Equipo Terminación del Circuito de Datos)

4

Introducción

Configuraciones de los enlaces de datos

Punto a Punto

Multipunto

SUP.

ED

FÍSICO

SUP.

ED

FÍSICO

SUP.

ED

FÍSICO

SUP.

ED

FÍSICO

SUP.

ED

FÍSICO

SUP.

ED

FÍSICO

5

Introducción

Tipos de estaciones

Combinada Combinada

ÓRDENES

RESPUESTAS

Primaria Secundaria

ÓRDENES

RESPUESTAS

RESPUESTAS

ÓRDENES

6

Introducción

Uso del enlace de datos:

Full-duplex. Posible sólo en enlaces punto a punto con estaciones

combinadas. Ambas estaciones en el enlace pueden transmitir en cualquier

momento de manera simultánea.

Requiere Nivel Físico full-duplex.

Un canal para cada sentido.

Half-duplex Permite cualquier combinación de configuración del enlace y

tipo estación. Las estaciones del enlace pueden transmitir pero no de manera

simultánea.

Nivel físico half-duplex o full-duplex.

7

Introducción

El nivel de enlace de datos para ofrecer los

servicios al nivel de red requiere utilizar un

protocolo o reglas que rigen el intercambio de

datos con otra entidad par. NR

NED

NF

Protocolo de NED

NR

NED

NF

8

Introducción

Las entidades de nivel de enlace de datos intercambian E_PDU

(Enlace Protocol Data Unit, Unidad de Datos de Protocolo de

Nivel de Enlace de datos) Tramas (Frames).

Las E_PDUs están compuestas de la E_SDU (Enlace Service

Data Unit, Unidad de Datos Servicio del nivel Enlace) + E_PCI

(Enlace Protocol Control Information, Información de Control del

Protocolo de Nivel de Enlace de datos).

En general la E_SDU = R_PDU (Red PDU).

El número de bytes/bits de una E_SDU suele estar limitado.

Existen E_PDUs que no transportan E_SDU.

E_PDUs de control.

E_SDU E_PCI E_PCI

E_PDU

Cabecera Cola

9

Introducción

Como usuario del NF, el NED debe saber:

Si le ofrece canal full-duplex o half-duplex.

Si existe un camino físico.

Dedicado.

Ejemplo, “Pcs conectados en los laboratorios de la ETSI”.

Hay que establecerlo mediante una llamada.

Ejemplo, Pcs conectados vía modem telefónica a RTB (Red

Telefónica Básica).

La manera en la que le debe entregar las E_PDUs.

Orientado al bit.

Orientado al carácter.

10

Introducción

Como suministrador de servicios del NR (o superior),

el NED requiere:

Que el NR esté activo y disponible para recibir E_SDU.

En caso negativo es necesario establecer un enlace lógico.

“Avisar” antes de enviar datos.

Se conoce como establecer una conexión.

El NR usa servicios de nivel de ED para este fin.

Disponer de los todos parámetros (E_ICI, Información

de Control de la Interfaz) para ofrecerle los servicios.

Una solicitud de servicio por parte del NR requiere entregar

al NED la E_SDU+ E_ICI.

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Servicios ofrecidos por el nivel de enlace

El conjunto de servicios que el nivel de enlace de datos proporciona a su nivel superior (nivel de red) se puede clasificar en dos bloques: No orientado a la conexión (SNOC)

Cada E_SDU se envía sin previo aviso.

Nivel superior siempre disponible para recibir datos

Dos tipos:

Sin confirmación. No se garantiza la entrega de las E_SDUs.

Con confirmación. Cada E_SDU es asentida por la entidad de nivel de enlace paritaria.

Orientado a la conexión. (SOC) Las entidades de nivel de red establecen y negocian una conexión antes

de intercambiar información.

El protocolo de NED dispone de los mecanismos para establecerla.

El protocolo de NED garantiza la entrega de las E_SDUs.

12


Para ofrecer dichos servicios se usan, entre otras,

primitivas para:

El establecimiento de la conexión. (SOC, confirmado)

Conocido como servicio establecimiento conexión.

La liberación de la conexión. (SOC, confirmado, no confirmado,

iniciado proveedor)

Conocido como servicio liberación conexión.

La transferencia de datos. (SNOC y SOC, no confirmado,

iniciado proveedor)

Servicio transferencia de datos.

Otros…

13


Ejemplo servicio transferencia de datos no

confirmado del NED.

NR

NED

NF

NR

NED

NF

1. NR solicita servicio E_Datos.Request envía E_SDU+ E_ICI a través del SAP

1

2. NED crea la E_PDU y la envía a través del SAP al NF mediante F_Datos.request

4. NED extrae la E_SDU envía a través del SAP al NR mediante el E_Datos.Indication.

3. NF envía los datos a la otra entidad par y entrega a través del SAP la E_PDU a NED mediante servicio F_Datos.indication

2 3

4

A B

14


Ejemplo servicio transferencia de datos no

confirmado del NED. Modelado

Nivel de Red A Nivel de Red B

E_Datos.request

Nivel de ED

E_Datos.indication

15

Funciones del Nivel de Enlace

Dependiendo del tipo de servicio que le ofrezca el NF y de los servicios que el NED de datos ofrezca al NR, el protocolo de NED realizará un conjunto de las siguientes funciones: Apertura y cierre del enlace.

Sincronismo de tramas.

Transparencia de datos.

Direccionamiento.

Control de errores.

Control de flujo.

Fragmentación/ensamblado.

Coordinación del enlace.

16


Apertura y cierre del enlace.

Activar /desactivar un enlace lógico sobre uno físico ya

establecido.

¿lista?

Sí

Activar

¿Fin?

Sí

Desactivar

Nota: Requiere el intercambio de E_PDUs de control.

17


Sincronismo de tramas.

Delimita el comienzo y fin de una trama (E_PDU) de

bits o bytes.

Existen cuatro formas:

Dos nivel físico orientado al carácter.

Principio y fin.

Principio y cuenta.

Dos nivel físico orientado al bit.

Guión o flag.

Violación del nivel físico.

18


Sincronismo de tramas: Principio y Fin

Ejemplo de caracteres principio:

STX (STX; Start of TeXt).

Ejemplo de carácter fin:

ETX (End of TeXt).

E_SDU

E_PDU

Cabecera Cola

PRIN FIN

E_PCI E_PCI

19


Sincronismo de tramas: Principio y Cuenta

El final de la trama no está delimitado.

El receptor cuenta el número de bytes que va

recibiendo. Por ejemplo:

Final trama Número de bytes recibidos = LONGITUD

E_SDU E_PCI

E_PDU

Cabecera Cola

PRIN

E_PCI

LONG

20


Sincronismo de tramas: Guión o flag

Ejemplo protocolo HDLC

01111110

E_SDU

E_PDU

Cabecera Cola

FLAG FLAG

E_PCI E_PCI

21


Sincronismo de tramas: Violación de código NF

Consiste en violar el sistema de codificación utilizado a

nivel físico. Por ejemplo:

No haya transición en la mitad del tiempo de un bit en la

codificación Manchester

E_SDU

E_PDU

Cabecera Cola

VIOL VIOL

E_PCI E_PCI

22


Transparencia de datos.

Consiste en activar los mecanismos necesarios que

garanticen que los datos de usuario (E_SDU) no se

confundan, en el receptor, con datos de control (E_PCI)

(p.e. caracteres de principio y fin de tramas).

Existen dos formas:

Byte stuffing o inserción de bytes.

Bit stuffing o inserción de bit. (Usada en el protocolo HDLC)

23


Direccionamiento.

Identifica de forma única a una estación.

Necesaria en los enlaces multipunto.

? ? ? ?

E_SDU E_PCI

Cabecera Cola

DIR

E_PCI

E_PDU

24


Control de errores.

Hace referencia a los mecanismos necesarios para la

detección y la corrección de errores que aparecen en la

transmisión de tramas.

Existen dos posibles errores:

Tramas perdidas.

E_PDUs que no llegan al receptor.

Tramas dañadas.

E_PDUs que llegan al receptor pero que son erróneas

25


Las técnicas de control de errores a nivel de

enlace de datos están basadas en:

Detección de errores Identificar las tramas erróneas.

Error en un bit o en ráfaga (en dos o más bits)

Corrección “Arreglar” las tramas erróneas.

Dos tipos:

FEC (Foward End Correction, Corrección en el otro extremo). Los

errores en la trama son corregidos en el receptor.

ARQ (Automatic Repeat reQuest, Petición Automática de

Retransmisión). Los errores se corrigen mediante la retransmisión

de la trama.

26


Control errores: Detección de errores.

Consiste en añadir bits/bytes adicionales a la trama de

tal manera que permitan detectar errores en algunos

bits.

Conocido como FCS (Frame Check Sequence, Secuencia

de comprobación de Trama).

El Txor calcula el valor de dichos bits antes de enviar

la trama.

El receptor realiza los mismos cálculos para verificar si

coincide con los bits adicionales recibidos.

Algunos errores no serán detectados

27


Control errores: Detección de errores.

Cuatro tipos: VRC (Vertical Redundancy Check). Verificación de Redundancia Vertical

LRC (Longitudinal Redundancy Check). Comprobación de Redundancia

Horizontal.

CRC (Cyclic Redundancy Check). Comprobación de Redundancia

Cíclica.

Checksum. Suma de Comprobación.

E_SDU E_PCI

E_PDU

Cabecera Cola

FCS

E_PCI

28


Modelo de transmisión de tramas (E_PDUs) en el NED.

ED A ED B

.

.

.

tiempo

Sin errores

ED A ED B

.

.

.

tiempo

Con errores

X

Nota:

29


Control errores: Corrección de errores. ARQ

La corrección de los posibles errores en la transmisión

se consigue retransmitiendo de nuevo la trama

problemática.

Se basa en:

Confirmaciones positivas (ACK, ACKnowledgement,

Reconocimiento).

Retransmisión tras expiración de un temporizador (time_out).

Confirmación negativa (NACK, NoACKnowledgement, No

Reconocimiento) y retransmisión.

30


Control errores: Corrección de errores. ARQ. ACK

ED A ED B

tiempo

Sin errores

ED A ED B

tiempo

Con errores

X

Time_out

Time_out

31


Control errores: Corrección de errores. ARQ.

NACK

ED A ED B

tiempo

X

Time_out

Con errores

32


Control de Flujo.

Consiste en que el Rxor tenga la capacidad de regular el ritmo

de envío del Txor para no verse saturado.

Define el conjunto de procedimientos utilizados para restringir la

cantidad de datos que el emisor puede enviar para evitar que el

flujo de datos desborde al receptor.

Autorizando el receptor el envío o no de más datos (Xon/Xoff).

Indicando mediante una trama de control cuándo se pueden enviar más

datos (en general se utiliza el ACK de control de errores).

Parada y espera.

Ventana deslizante.

33


Control de Flujo. Parada y espera.

Consiste en que el Txor envía una trama de datos y

espera una trama de reconocimiento (ACK) antes de

enviar la siguiente.

tiempo

ED A ED B

Tiempo de

espera

Tiempo de

espera

Tiempo de

espera

34


Control de Flujo. Ventana deslizante.

Consiste en que el Txor envía un conjunto de tramas

antes de recibir un reconocimiento (ACK).

El ACK puede ser uno a uno o de grupo.

tiempo Tiempo de

espera

ED A ED B

35



Al número de tramas que se pueden enviar antes de

recibir un reconocimiento se le llama tamaño de la

ventana o, simplemente, ventana.

Las tramas se identifican para saber qué tramas se han

transmitido y cuáles se han recibido:

Se enumeran en módulo-n, es decir de 0 a n-1.

0,1,2,...,n-1,0,1,2,...n-1,0,1,2…

Este número se conoce como número de secuencia, NS.

El tamaño máximo de la ventana como mucho será n-1

siendo n el módulo de los números de secuencia.

36



Los ACK incluyen un número de secuencia (NS) de 0 a

n-1 que indica qué trama se espera:

O bien indica que se espera NS.

O indica que se espera NS+1.

E_SDU E_PCI

E_PDU

Cabecera Cola

E_PCI

NS

37


Control de Flujo. Ventana deslizante. Ejemplo.

NS = 4 y NS ACK indica el NS de la siguiente trama.

tiempo

ACK 1

ED A ED B

Tiempo de

espera

Tiempo de

espera

38


Control de Flujo. Ventana deslizante. Ventana Txor

Al principio la ventana del Txor contiene el tamaño

máximo posible.

Si NS es módulo n, como mucho sería n-1.

A medida que se envían tramas se va reduciendo el

tamaño de la ventana aumenta el número de tramas

pendientes de ACK.

Al recibir un ACK se expande la ventana un cierto

número de unidades.

Dependiente de la historia, es decir, tramas enviadas y acks

recibidos anteriormente.

39


Control de Flujo. Ventana deslizante. Ventana Txor

0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3

Dirección

La ventana se encoge a la

derecha cuando se envía una

trama

La ventana se expande a la

derecha cuando se recibe un

ACK

40


Control de Flujo. Ventana deslizante. Ventana Txor.

Ejemplo.

0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3

tiempo

ACK 1

ED A ED B

0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3

0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3

Dirección

0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3

0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3

0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3

0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3

0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3

41

Funciones del Nivel de Enlace Control de Flujo. Ventana deslizante. Ventana Rxor

Al principio la ventana del Rxor contiene tantos espacios para recibir tramas como el tamaño máximo posible. Si NS es módulo n, como mucho sería n-1.

A medida que se reciben tramas se va reduciendo el tamaño de la ventana disminuye el número de tramas que se pueden recibir antes de enviar un ACK.

Al enviar un ACK se expande la ventana un cierto número de unidades. Dependiente de la historia, es decir, tramas recibidas y acks

enviados anteriormente.

42


Control de Flujo. Ventana deslizante. Ventana Rxor

0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3

Dirección

La ventana se encoge a la

derecha cuando se recibe

una trama

La ventana se expande a la

derecha cuando se envía un

ACK

43


Control de Flujo. Ventana deslizante. Ventana Rxor.

Ejemplo.

0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3

tiempo

ACK 1

ED A ED B

0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 1

2

3

4

5,6

7

8

9

0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3

0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3

Dirección

0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3

0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3

0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3

0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3

0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3

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Fragmentación/Ensamblado.

Función poco usual a nivel de enlace de datos.

Consiste en enviar una E_SDU en varias E_PDUs.

Los datos de nivel superior se transmiten en varias tramas.

Debe existir información de control que le permita al

Rxor recomponer la E_SDU original.

Trozo_E_SDUi E_PCI

Cabecera Cola

FRAGi

E_PCI

E_PDUi

45


Coordinación del enlace. Sirve para evitar o solucionar situaciones conflictivas en la

utilización del enlace por las estaciones: Iniciador de la comunicación.

Quién tiene permiso para transmitir, p.e. en un enlace multipunto.

El método utilizado depende del tipo de estación del enlace. Primaria/secundaria

Centralizada

Sondeo/Selección

Usado en protocolo HDLC

Combinada

Descentralizada

Enlace punto a punto

Quién transmite si el enlace es half-duplex. (Usado en HDLC)

Enlace multipunto.

Técnicas de acceso al medio

46

Análisis de Prestaciones

La funciones de control de flujo y corrección de errores son las que marcan principalmente las prestaciones de un protocolo.

Definiciones:

Longitud de la trama.

Datos útiles (MTU).

Tiempo de Transmisión.

Retardo.

RTD (Round Trip Delay).

Tiempo de ocupación.

Cadencia efectiva.

Rendimiento.

Eficiencia del protocolo

Parámetros del enlace

47

Definiciones:

Longitud de la trama (Lt). Nº bits que ocupa una trama.

Lt = Nº bits(E_PCI)+ Nº bits(E_SDU)

Datos útiles (Du). Nº de bits que ocupa la información del nivel superior

(E_SDU).

Du = Nº bits(E_SDU)

Conocido como MTU (Maximum Transfer Unit) o payload de NED.

Lt > Du


48

Definiciones:

Tiempo de Transmisión (Ttx).

Tiempo que tarda un Txor en transmitir una trama.

Sea Vt la velocidad de transmisión en bps y Lt la

longitud de la trama en bits entonces:

Ttx = Lt/Vt

Ttx

Ttxack

tiempo


49

Definiciones:

Retardo (Rt).

Tiempo que transcurre desde que el Txor empieza a enviar el primer bit de la trama hasta que el Rxor recibe el último bit de la misma.

Rt = Ttx + Tp, siendo Tp el tiempo de propagación del medio de transmisión.

tiempo

Rt Ttx

Ttxack

Tp

Tp

Rt

Rtack Rtack


50

Definiciones:

RTD (Round Trip Delay).

Tiempo que transcurre desde que se empieza a enviar el primer bit de una trama en el Txor hasta que éste recibe el último bit del reconocimiento (ACK).

RTD = Rt + Rtack. (Acks individuales y no errores)

Tiempo de ocupación (Toc).

Tiempo total empleado en el Txor desde que empieza a transmitir una trama hasta que puede enviar la siguiente. (Incluye los tiempos de espera)

Toc >= Ttx.


51

Definiciones:

Cadencia efectiva (Cef).

Sirve para medir la velocidad de transmisión real del

nivel de enlace de datos.

Se define como:

Cantidad de bits útiles transmitidos partido por el tiempo de

ocupación.

Cef = Du/Toc.


52

Definiciones:

Rendimiento.

Cociente entre la cantidad de bits útiles transmitidos y el total de bits que se podrían haber transmitido. R = Du/(Vt*Toc)

O cociente entre el tiempo que se tarda en transmitir los datos útiles de una trama y el tiempo de ocupación. R = Ttxdu/Toc

Caso ideal sería que R = 1 100%.


53

Protocolos elementales de NED

Protocolo unilateral de parada y espera.

Protocolo unilateral de ventana deslizante.

Rechazo selectivo.

Retroceder n.

Protocolo bilateral

54


Protocolo unilateral de parada y espera

Técnica de corrección de errores.

ACK.

Time_out.

Técnica de control de flujo.

Parada y espera.

Números de secuencias.

Con dos es suficiente (módulo 2). (Para detectar duplicados).

Toc = RTD. (Sin errores).

55


Protocolo unilateral de parada y espera

ED A ED B

tiempo

Sin errores

ED A ED B

tiempo

Con errores

X

Time_out

Time_out duplicada

56


Protocolo unilateral de parada y espera.

Variante técnica control errores:

ACK.

Time_out (perdidas).

NACK (erróneas).

ED A ED B

tiempo

X

Time_out

duplicada

57


Protocolo unilateral de ventana deslizante

Técnica de corrección de errores. ACK.

NACK. (erróneas)

Time_out. (perdidas)

Técnica de control de flujo. Ventana deslizante.

Números de secuencias. K, siendo K-1 el tamaño de ventana de transmisión.

Toc = Ttx. (Txor nunca se para, sin errores)

58



Funcionamiento.

El Txor mantiene copia de todas las tramas hasta que éstas

son reconocidas.

Para tratar las tramas perdidas activa un temporizador

(time_out), cuando expira puede:

Retransmitir todas las tramas enviadas hasta el momento y que

están pendientes de reconocimiento. (time_out de grupo)

Sólo la primera trama. (time_out individual)

59



Funcionamiento.

Los NACKs le indican al Txor que retransmita una trama que

no se recibió o se recibió con errores.

El NS del NACK indica la trama dañada, i.e., siguiente número de

secuencia que espera.

Se envía un NACK por cada trama con errores.

El Txor al recibir un NACK N considera reconocidas todas las tramas

hasta el anterior NS y retransmite:

Todas las tramas enviadas empezando por la que tiene NS =

N. (Retroceder N).

Sólo la trama con NS = N. (Repetición Selectiva)

60

Protocolos elementales de NED Protocolo unilateral de ventana deslizante.

Retroceder N.

Trama de datos errónea

tiempo

ACK 1

ED A ED B

X Descartadas

Reenviadas

61


Retroceder N.

Trama de datos perdida

tiempo

ED A ED B

Descartadas

Reenviadas

ACK 1

62


Retroceder N.

ACK perdido

tiempo

ED A ED B

Descartadas

Reenviadas

Time_out

¿Está bien?

63


Protocolo unilateral de ventana deslizante. Rechazo selectivo

Funcionamiento. El Rxor permite que las tramas lleguen desordenadas.

El NS que aparece en el NACK indica el NS de la trama que llegó errónea,i.e., siguiente NS esperado.

Sirve también para confirmar las anteriores.

El NS del ACK indica el NS de trama hasta la que se confirma.

Para evitar confusiones, un Rxor que envía un NACK no reconoce más tramas (no envía ACK) hasta que le llegue correctamente la trama errónea.

El tamaño máximo de la ventana es n/2, con NS módulo n.

64


Rechazo selectivo.

Trama de datos errónea.

tiempo

ACK 0

ED A ED B

X Aceptadas

Reenviada

65

Protocolos elementales de NED Protocolo bilateral.

Ambos extremos del enlace pueden intercambiar

tramas de datos.

Las tramas incluyen el NS de envío, N(S) y el NS de

reconocimiento, N(R). (S:Send, enviar, R:Receive,

recibir).

Piggybacking (Confirmación superpuesta)

tiempo

Trama N(S), N(R)

66

Características ED protocolo HDLC

HDLC [ISO 3309] "High-level Data Link Control“

Enlaces punto-punto y multipunto

Half-duplex (HDX) y Full-duplex (FDX)

Orientado al bit.

Configuraciones del canal:

Secundaria Primaria

Primaria Secundaria Secundaria Secundaria

Combinada Combinada

No balanceada (Unbalanced) Balanceada (Balanced)

67


Modo comunicación

Define la relación entre las estaciones involucradas en el intercambio de tramas. ¿Quién controla el enlace?

Los modos usuales son: Modo de respuesta normal (N.R.M, Normal Response

Mode). HDLC clase UN (Unbalanced Normal, canal no balanceado)

Modo de respuesta asíncrono equilibrado (A.B.M, Asynchronous Balanced Mode)

HDLC clase BA (Balanced Asynchronous, canal balanceado)

NRM ABM

Tipo estación Primaria y Secundaria Combinada

Iniciador Primaria Cualquiera

68


En HDLC se intercambian tres tipos de tramas

(E_PDUs):

Tramas I.

Transportan datos de usuarios (E_SDUs).

Tramas S.

Tramas de control para funciones de control de flujo y de

errores.

Tramas U.

Tramas de control para gestión del enlace

FLAG DIR CONTROL INFORMACIÓN FCS FLAG

FLAG DIR CONTROL FCS FLAG

FLAG DIR CONTROL INFORMACIÓN FCS FLAG

1 byte 1 o más 1 o 2 bytes No limitado nº bytes 1 o 2 bytes 1 byte

69

1 0 P/F

0 P/F


E_PCI Control

Puede ocupar uno o dos bytes (extendido).

Es dependiente del tipo de trama.

Formato:

COD

N(R)

N(R)

1 1 P/F COD COD

N(S)

O 1 2 3 4 5 6 7

O 1 2 3 4 5 6 7

O 1 2 3 4 5 6 7

0 P/F

1 0 0 0 0 0 P/F

O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1O 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5

O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1O 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5

I

S

U

IE

SE

N(S) N(R)

N(R) COD

70


Apertura y cierre del enlace. Se usan tramas U

Apertura, orden SABM y SABME.

Cierre, orden DISC.

Confirmación, respuesta UA.

Direccionamiento Identifica a la estación secundaria origen o destino de la trama.

Primaria ‘a’.

Secundaria ‘desde’.

Ocupa un o varios bytes. Sólo 7 bits se utilizan para la dirección.

El octavo se utiliza para indicar si hay o no más bytes.

0 hay más .

1 fin

?, Orden

?,Respuesta A B

1

0 0 ….. 1

71

Características ED protocolo HDLC Control flujo y corrección de errores:

Usa la técnica de piggybacking.

Ventana deslizante.

Tamaño máximo ventana limitado por número de bit N(R) y

N(S) de la PCI control.

Cuando no tiene tramas I usa tramas de supervisión

para implementar los ACKs (orden o repuesta).

RR. RR N, reconoce todas las tramas hasta la N-1 y la siguiente que espera es la N.

Indica Xon.

RNR. RNR N, reconoce todas las tramas hasta la N-1 y solicita que no se le envíen más

tramas

Indica Xoff

72

Características ED protocolo HDLC Control flujo y corrección de errores:

Es posible utilizar tanto el mecanismo de Rechazo como

el de Retroceder N para los NACKs.

No está en todas las implementaciones.

Usa tramas de supervisión (orden/respuesta).

REJ (Retroceder N) Un REJ N reconoce todas las tramas hasta la N-1 y solicita que se retransmita de la N en

adelante.

SREJ (Rechazo selectivo). Un SREJ N indica que se debe retransmitir la trama con NS = N.

73

Característica ED protocolo HDLC Coordinación del enlace.

Se utiliza el bit P/F del campo control.

Significa P (Poll, sondeo) si es una orden.

Significa F (Final, Final) si es una respuesta

En ABM al ser estaciones combinadas pueden transmitir sin

permiso por parte de una primaria.

Nivel físico full-duplex para indicar estado:

El bit P sirve para recibir respuesta con bit F en la primera oportunidad que

se presente.

Nivel físico half-duplex para indicar usa el enlace:

El bit P sirve para indicarle al otro extremo que puede transmitir. El otro

extremo responde con un bit F.

La que establece el modo de operación es la que empieza a transmitir.

74

Modo ABM. FULL-DUPLEX

A B

B, UA, F

A, I(0,0)

B, RR(3),F

A, DISC


75

Modo ABM. HALF-DUPLEX

A B

B, UA, F

B, RR(3),F

A,I (0,3)

A,I (1,3)

A,I (2,3),P


76

Modo ABM. FULL-DUPLEX (Error, Retroceder-N)

A B

B, REJ(1)

B, RR(3)


77

Bibliografía

Forouzan Behrouz A. Transmisión de Datos y Redes de Comunicaciones. Mc. Graw Hill, 2001.

Leon-Garcia. “Redes de Computadores, Fundamentos, Conceptos y Arquitectura”. Mc. Graw Hill. 2001.

William Stallings. “Comunicaciones y Redes de Computadores”. 6ª edición. Prentice Hall. 2000.

Fred Halsall. Comunicaciones de Datos, Redes de Computadores y Sistemas Abiertos. 4ª ed. Addison-Wesley Iberoamericana. 1998.

Uyless Black. Redes de Ordenadores. Protocolos, normas e interfaces.

J. García Tomás: Sistemas y Redes Teleinformáticas. Ra-ma 1996.

78

Anexo: Funciones del Nivel de Enlace

Control errores: Detección de errores. VRC

Conocida como verificación de paridad.

Consiste en añadir un bit adicional al carácter que se

desee transmitir de tal forma que el número total de

unos sea par (paridad par) o impar (paridad impar).

Puede detectar todos los errores en único bit.

Sólo detecta errores de ráfaga si el número total de

errores es impar.

79

Control errores: Detección de errores. VRC

(Ejemplo)

Paridad Par.

Emisor quiere enviar la palabra “hola”.

Cada carácter ocupa 7 bits.

Codificación ASCII

1101000 1101111 1101100 1100001

Bits enviados realmente

11010001 11011110 11011000 11000011


80

Control errores: Detección de errores. LRC

La hilera de bits de la trama se organizan en forma de

tabla (fila y columna).

Se calcula el bit de paridad par o impar para cada

columna.

La fila calculada se añade a la trama que se desea

transmitir.

Detecta errores de ráfaga del tamaño del LRC (número

de bits generado).


81

Control errores: Detección de errores. LRC

(Ejemplo)

Trama de 32 bits organizada en 4 filas de 8 columnas.

Paridad par.

11010001 11011111 11011001 11000010

LRC 11010001 11011111 11011001 11000010 +

Datos originales más LRC

11010001

11011111 11011001 11000010

000101 1 0


82

Control errores: Detección de errores. CRC

Más potente que las anteriores.

Está basado en la división binaria.

Consiste en añadir al final de la E_PDU una secuencia de bits redundantes (E_PCI), conocida como CRC o resto CRC, obtenidos de dividir los bits de la E_PDU por un número binario (divisor) predeterminado. El resto de esta operación es el CRC.

El número de bits usados para CRC debe ser uno menos que el número de bits del divisor


83


Los pasos para calcularlo en el Txor son. Añadir n ceros a la trama (siendo n+1 el número de bits del

divisor) .

La trama resultante se divide por el divisor usando el proceso de división binaria (división módulo 2). El resto es el CRC.

Sustituir el CRC de n bits obtenido por los ceros añadidos.

El Rxor recibirá la trama que contiene el CRC y la dividirá por el divisor. No se habrán producido errores si el resto es cero.


84


(Ejemplo)

Trama 100100.

Divisor 1101.

Cálculo CRC (Txor)

1101)1 0 0 1 0 0

1 1 0 1

1 0 0 0

1 1 0 1

1 0 1 0

1 1 0 1

1 1 1 0

1 1 0 1

0 1 1 0

0 0 0 0

1 1 0 0

1 1 0 1

0 0 0

0 0 1

1 1 1 0 1

divisor

Resto, CRC

cociente

Trama+ceros

Se usa cero si el bit más a

la izquierda de la resta

anterior es cero

Restar

divisor

1


85


(Ejemplo)

Comprobación (Rxor).

Divisor 1101.

1101)1 0 0 1 0 0

1 1 0 1

1 0 0 0

1 1 0 1

1 0 1 0

1 1 0 1

1 1 1 0

1 1 0 1

0 1 1 0

0 0 0 0

1 1 0 1

1 1 0 1

0 0 1

0 0 0

1 1 1 1 0 1

divisor

RestoSin error

cociente

Trama+CRC

Se usa cero si el bit más

a la izquierda de la resta

anterior es cero

Restar

divisor


86

Control errores: Detección de errores. CRC Los divisores se representan como polinomio algebráico.

Por ejemplo el divisor 10100111 se representaría como el polinomio x7+x5+x2+x+1.

Polinomios estándares: CRC-12: x12+x11+x3+x+1

CRC-16: x16+x15+x2+x+1

CRC-IUT-T: x16+x12+x5+1

CRC-32: x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x5+x4+x2+1

Detecta errores de ráfagas que afectan a un número impar de bits y ráfagas de longitud menor o igual que el grado del polinomio.


87

Control errores: Detección de errores. Checksum Típica de niveles superiores.

En el Txor se realizan los siguientes pasos: Dividir la trama en k trozos de n bits.

Sumar todos los trozos con aritmética complemento a uno.

Complementar resultado. Éste sería el Checksum.

En el Rxor se realizan los siguientes pasos: Dividir la trama (que incluye checksum) en k trozos de n bits.

Sumar todos los trozos con aritmética complemento a uno.

Complementar el resultado.

Si el resultado es cero No error.

Detecta todos los errores que tienen que ver con un número de bits impar.


88

Control errores: Detección de errores. Checksum (Ejemplo)

Trama 1010100100111001.

Checksum de 8 bits.

Trama resultante 101010010011100100011101

1 0 1 0 1 0 0 1

0 0 1 1 1 0 0 1

1 1 1 0 0 0 1 0

0 0 0 1 1 1 0 1

Suma C-1

Checksum


89

Control errores: Detección de errores. Checksum

(Ejemplo)

Rxor recibe trama 101010010011100100011101

Comprobación

1 0 1 0 1 0 0 1

0 0 1 1 1 0 0 1

0 0 0 1 1 1 0 1

1 1 1 1 1 1 1 1

0 0 0 0 0 0 0 0 Suma C-1

Complemento


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