Resumo Capítulo 5 De Redes Kurose

5° Capítulo

Ao se discutir a camada de enlace,descobre-se que há dois tipos de canais completamente diferentes. O primeiro tipo são os canais de broadcast, que são comuns em redes locais, onde muitos hospedeiros estão conectados ao mesmo canal de comunicação e é preciso um protocolo de acesso ao meio para coordenar transmissões e evitar colisões. O segundo tipo de canal é o enlace de comunicação ponto-a-ponto, tal como o existente entre dois roteadores.

5.1 Camada de enlace: introdução e serviços

Os hospedeiros e roteadores serão referidos apenas como nós e os canais de comunicação que conectam nós adjacentes serão referidos como enlaces.

5.1.1 Os serviços fornecidos pela camada de enlace

Um protocolo de camada de enlace é usado para transportar um datagrama por um enlace individual, ele define o formato dos pacotes trocados entre os nós nas extremidades do enlace, bem como as ações realizadas por esses nós ao enviar e receber os pacotes. As unidades de dados trocadas pelo protocolo de camada de enlace são denominadas quadros, e cada quadro encapsula um datagrama da camada de rede. Entre as ações realizadas por um protocolo de camada de enlace ao enviar e receber quadros, estão detecção de erros, retransmissão, controle de fluxo e acesso aleatório. Como exemplos de protocolos temos os protocolos Ethernet, 802.55, token ring e PPP.

Enquanto a camada de rede tem como tarefa movimentar segmentos da camada de transporte fim-a-fim, desde o hospedeiro de origem até o de destino, um protocolo de camada de enlace é encarregado de movimentar datagramas de camada de rede nó a nó por um único enlace. Uma característica importante é que um datagrama pode ser manipulado por diferentes protocolos de enlace nos diferentes enlaces no caminho. Os serviços fornecidos pelos protocolos de camada de enlace podem ser diferentes; por exemplo, um protocolo de camada de enlace pode prover ou não entrega confiável.Assim, a camada de rede deve ser capaz de realizar sua tarefa fim-a-fim em face de um conjunto heterogêneo de serviços individuais de camada de enlace.

Embora o serviço básico de qualquer camada de enlace seja mover um datagrama de um nó até um 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 que podem ser oferecidos,estão:

Enquadramento de dados: Quase todos os protocolos de camada de enlace encapsulam cada datagrama de camada de rede dentro de um quadro,consiste em um campo de dados no qual o datagrama da camada de rede é inserido e em uma série de campos de cabeçalho, de camada de enlace antes de transmiti-lo pelo enlace.

Acesso ao enlace: Um protocolo de controle de acesso ao meio (MAC) especifica as regras segundo as quais um quadro é transmitido pelo enlace. Para enlaces ponto-a-ponto, o protocolo MAC é simples, o remetente pode enviar um quadro sempre que o enlace estiver ocioso.

Entrega confiável: Quando o protocolo fornece esse serviço, ele garante que vai transportar cada datagrama pelo enlace sem erro. Um serviço confiável de entrega de camada de enlace é muito usado por enlaces que costumam ter altas taxas de erro, como é o caso de um enlace sem fio, com a finalidade de corrigir um erro localmente, no enlace no qual o erro ocorre, em de forçar uma retransmissão fim-a-fim dos dados por um protocolo de camada de transporte ou de aplicação. Contudo,a entrega confiável de camada de enlace pode ser considerada uma sobrecarga desnecessária para enlaces de baixa taxa de erros. Muitos protocolos de camada de enlace com fio não fornecem entrega confiável.

Controle de fluxo: Os nós de cada lado de um enlace têm uma capacidade limitada de armazenar quadros, por isso, 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 do outro lado do enlace.

Detecção de erros: Erros de bits são introduzidos por atenuação de sinal e ruído eletromagnético, como não há necessidade de repassar um datagrama que tem um erro, muitos protocolos oferecem detecção de erros. Isso é feito obrigando o nó transmissor a enviar bits de detecção de erros no quadro e obrigando o receptor a realizar um verificação de erros. A detecção de erros na camada de enlace geralmente é mais sofisticada e é implementada por hardware.

Correção de erros: É semelhante à detecção de erros, exceto que um receptor não somente detecta se foram introduzidos erros,mas também determina exatamente em que lugar do quadro os erros ocorreram e então os corrige. Alguns protocolos fornecem a correção apenas para o cabeçalho do pacote,e não para o pacote inteiro.

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

Mitos sérvios fornecidos pela camada de enlace apresentam grandes paralelos com os serviços fornecidos na camada de transporte. Por exemplo, o serviço de entrega confiável, apesar de os mecanismos usados serem semelhantes, os dois serviços não são iguais; Um protocolo de transporte fornece entrega confiável entre dois processos que operam fim-a-fim, um protocolo de enlace confiável fornece serviço de entrega confiável entre dois nós ligados por um único enlace.

5.1.2 Comunicação por adaptadores

Para um dado enlace de comunicação, o protocolo de camada de enlace é, na maioria das vezes, implementado em um adaptador, que é uma placa que contém RAM, chips DSP, uma interface de barramento de hospedeiro e uma interface de enlace, também comumente conhecido como cartão de interface de rede ou NIC. A camada de rede de um nó transmissor passa um datagrama a um 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 receptor recebe o quadro inteiro, extrai o datagrama de camada de rede e o passa para a camada de rede.Um adaptador é uma unidade semi-autônoma; por exemplo, um adaptador pode receber um quadro, determinar se ele está errado e descarta-lo sem notificar outros componentes no nó em que está abrigado.Os componentes principais de um adaptador são a interface de barramento (responsável pela comunicação com o nó pai do adaptador) e a de enlace(responsável pela implementação do protocolo de camada de enlace).