Semana 11

Nesta semana vamos falar da Camada de Enlace e Redes Locais capitulo 5 do livro. Mais concretamente das técnicas de detecção e correção de erros, dos protocolos de acesso múltiplo, do endereçamento na camada de enlace e finalmente da Ethernet.

Vamos começar com os serviços fornecidos pela camada de enlace. O serviço básico de qualquer camada de enlace é mover um datagrama de um nó até um nó adjacente por um único enlace de comunicação. Embora esse seja o serviço básico, os detalhes podem variar de um protocolo de camada de enlace para outro. Os possíveis serviços que podem ser oferecidos são os seguintes: enquadramento de dados, Acesso ao enlace, entrega confiável, controle de fluxo, detecção de erros, correção de erros e por ultimo half-duplex e full-duplex. A continuação vamos dizer as coisas mais importantes deles.

-Enquadramento de dados, é o encargado de encapsular cada datagrama de camada de rede dentro de um quadro de camada de enlace, o qual consiste em um campo de dados no qual o datagrama de rede é inserido e em uma série de campos de cabeçalho. A estrutura do quadro é diferente dependendo do protocolo da camada de enlace.

-Acesso ao enlace, um protocolo de controle de acesso ao meio é o encargado de impor as regras de transmissão do quadro no enlace. Quando vários nós compartilham um único enlace de broadcast o protocolo MAC é o encargado de coordenar as transmissões de quadros dos muitos nós.

-Entrega confiável, é como o que vimos na camada de transporte.

-Controle de fluxo, é o responsável de garantir correto entendimento entre os nos receptor e transmissor.

-Detecção de erros, os erros causados pela atenuação do sinal e ruido, o receptor detecta a presencia deles e solicita ao transmissor a retransmissão ou descarta o quadro.

-Correção de erros, é semelhante à detecção mas não somente detecta senão que determina o lugar do quadro onde os erros ocorreram.

-Half-duplex e full-duplex, com transmissão full-duplex os nós podem transmitir pacotes ao mesmo tempo em ambas extremidades de um enlace, e em half-duplex um nó não pode transmitir e receber pacotes ao mesmo tempo.

Um ponto a ressaltar é a comunicação por adaptadores, já que para um dado enlace de comunicação, o protocolo de camada de enlace é implementado em um adaptador. No lado transmissor ,e o encargado do encapsular o datagrama em um quadro e transmite ele para dentro do enlace de comunicação. No lado receptor, o adaptador recebe o quadro inteiro, extrai o datagrama de camada de rede e o passa para a camada de rede.

Depois desta breve introdução da camada de enlace vamos seguir com as técnicas de detecção e correção de erros. No nó remetente, para que os dados(D) fiquem protegidos contra erros de bits, são aumentados com bits de detecção e de correção, EDC. A detecção de erros não é 100% confiável, já que o protocolo pode passar algum erro. Campos EDC grandes fazem que a detecção e a correção seja melhor.

Uma forma de detectar erros é utilizar um bit de paridade, o bit de paridade é para completar um numero par ou impar de bits 1, desta forma podemos ter paridade par ou impar. Outro método seria a soma de verificação o qual consiste em fazer a soma dos 16 bits e fazer o complemento 1 do resultado, o transmissor coloca o valor do "checksum" no lado correspondente, e depois uma vez está no receptor este calcula o "checksum" do segmento e compara com o "checksum" do recebido, se não é igual temos erro.

Uma das técnicas mais usadas é a baseada em códigos de verificação de redundância cíclica, CRC. Os códigos de CRC funcionam da seguinte forma. Considerando a parcela de d bits de dados, D, que o nó remetente quer enviar para o nó receptor. O remetente e o receptor devem concordar com um padrão de r+1 bits, conhecido como um gerador, G. Vamos a exigir que o bit mais significativo de G seja um 1. Para uma dada parcela de dados, D, o remetente escolherá r bits adicionais, R, e os anexará a D de modo que o padrão de d+r bits resultante seja divisível exatamente por G, usando aritmética de modulo 2. Assim, o processo de verificação de erros com CRC é simples: o receptor divide os d+r bits recebidos por G. Se o resto for diferente de zero, o receptor saberá que ocorreu um erro, caso contrario, os dados são aceitos como corretos.

A continuação vamos falar sobre os protocolos de acesso múltiplo. Temos enlaces ponto a ponto ou enlaces broadcast. Um enlace ponto a ponto consiste em um único remetente em uma extremidade do enlace e um único receptor na outra extremidade do enlace. O enlace broadcast pode ter vários nós remetentes e receptores, todos conectados ao mesmo canal de transmissão único e compartilhado. Exemplos de tecnologias de broadcast de camada de enlace poderiam ser a Ethernet e as LANs sem fio.

Os protocolos de acesso múltiplo os quais regulam sua transmissão pelos canais broadcast compartilhados. Estos protocolos são necessários em uma ampla variedade de cenários de rede. Para assegurar que o canal broadcast realize trabalho útil quando há vários nós ativos, é preciso coordenar as transmissões desses nós. Isso é o que faze o protocolo de acesso múltiplo. Podemos classificar praticamente qualquer protocolo de acesso múltiplo em: protocolos de divisão de canal, protocolos de acesso aleatório e protocolos de revezamento.

Em quanto os protocolos de divisão temos dois tipos: TDMA e FDMA. Os quais significam "Time division multiple access" e "Frequency division multiple access ".

Supondo que temos um canal que suporte N nós e que a velocidade de transmissão do canal seja R bps. No caso do TDMA divide o tempo em quadros temporais e depois divide cada quadro temporal em N compartimentos, cada compartimento é atribuído a um dos N nós. Sempre que um nó tiver um pacote para enviar, ele transmite os bits do pacote durante o compartimento atribuído a ele no quadro temporal rotativo TDMA. Assim o protocolo FDMA divide o canal de R bps em frequências diferentes e reserva cada frequência a um dos N nós, criando N canais menores de R/N bps a partir de um único canal maior de R bps.

Outro protocolo de divisão seria o protocolo de acesso múltiplo por divisão de código, CDMA. Este protocolo atribui um código diferente a cada nó. Assim cada nó usa seu código exclusivo para codificar os bits de dados que envia. Um ponto clave é a escolha dos códigos.

Seguindo a estrutura do livro agora vamos falar sobre os protocolos de acesso aleatório os quais especificam como detetar as colisões e como se recuperar de uma colisão. Temos diferentes protocolos