O LCP inicia a negociação das opções de enlace

 PONTIFICIA UNIVERSIDADE CATOLICA DE MINAS GERAIS

Redes de Computadores

Lista de exercícios 3

Camada de Enlace

André Lucas Martins

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Ex. 1) Explique o que é enquadramento.

Identificar os quadros dentro da sequência de bits recebida. A principal função da camada física, é receber e transmitir um fluxo de bits brutos e tentar levá-los ao seu destino, mas a camada física não consegue "garantir" que esse fluxo de bits esteja livre de erros.

Para implementar suas funções, a camada de enlace precisa identificar com muita clareza cada um dos conjuntos de bits (ou caracteres) que serão tratados como unidades de dados. Estes conjuntos, ou quadros, possuem campos compostos de bits com funções específicas, como endereços, códigos de controle etc

Ex. 2) Explique os três tipos de métodos que podem ser usados para fazer o enquadramento.

Contagem De Bits Ou Caracteres: Este é o mecanismo mais simples utilizado para gerar o quadro, o protocolo de enlace do receptor conta o número de bits recebidos a partir do início do quadro, fechando o quadro quando o número total de bits for alcançado. Embora seja um método simples, ele pode falhar em caso de problemas de sincronismo, pois qualquer falha de contagem, impedirá não só a recepção do quadro como a dos quadros posteriores.

Inserção De Caracteres Iniciais E Finais: Este método de enquadramento resolve, de alguma forma, o problema de sincronização após um erro, pois cada quadro começa com a sequência dos caracteres ASCII DLE STX e termina com a sequência dos caracteres DLE ETX.

Uma técnica muito utilizada neste tipo de enquadramento é a character stuffing, na qual a camada de enlace de dados do emissor, adiciona um caractere ASCII DLE antes de cada caractere DLE, presente acidentalmente nos dados a serem transmitidos.

Assinatura: Com a evolução das redes de comunicação de dados, a dificuldade de manter um mecanismo de enquadramento utilizando caracteres do tipo ASCII, se tornaram cada vez maiores, surgindo novas técnicas de enquadramento de dados.

Uma delas, é a assinatura através do mecanismo de flags iniciais e finais, utilizando a técnica de inserção de bits (bits stuffing).

Este método funciona através da utilização de sequências especiais (assinatura) de bits no início e final de cada quadro. Através da identificação destas sequências pelo receptor, os quadros são delimitados.

Ex. 3) Explique os objetivos do controle de erros e de fluxos da camada de enlace.

Garantir a entrega ordenada de quadros (serviço orientado à conexão). Utiliza frames especiais de controle (enviados pelo receptor). Controle da perda total de frames (evitar dead-locks) -> timers. Controle da recepção de quadros repetidos -> números de sequência

Ex. 4) Explique as estratégias para o uso de códigos de correção de erros e códigos de detecção de erros.

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Códigos de correção de erros:

Grande redundância, suficiente para que o destino corrija erros. Usados em canais não confiáveis, que geram muitos erros de transmissão (como enlaces sem fio). Acontecendo o erro, a origem deve retransmitir o quadro.

 Usados em canais wireless, pois apresentam maior quantidade de ruídos.

 Frame: n=m+r (m – bits de dados, r – bits de redundância – checkbits). Palavra codificada em código n-bit.

 Distância de Hamming: número de posições binárias em que dois códigos se diferem. Dada uma distância de d bits, será necessário corrigir d erros de bits isolados para se converter uma palavra em outra.

 Identificação da diferença entre os códigos é feita por uma porta XOR (OU Exclusivo). O resultado da saída da porta XOR, conta-se o número de bits 1 no resultado.

Códigos de detecção de erros:

Redundância pequena, apenas para detectar os erros, mas não corrigi-los. Usados em canais confiáveis, com baixas taxas de erro (cabos com qualidade boa e fibra ótica). Acontecendo o erro, o destino deve corrigir o quadro, uma vez que a retransmissão poderá gerar novos erros durante o reenvio.

 Usados em canais metálicos ou óticos, pois possuem baixas taxas de erros por serem canais de alta qualidade.

 CheckSum: soma dos bits não confere com o campo de redundância.

 Esse método consegue solucionar a maioria dos erros e pode ser implementado via hardware.

Ex. 5) Explique o método de detecção de erro denominado CRC.

Método de detecção de erros largamente utilizado. Trata cadeias de bits como polinômios com coeficiente 0 ou 1. Um quadro de k-bits é entendido como sendo a lista dos coeficientes de um polinômio de k termos e grau k-1: 110001 -> 6 termos. O frame M(x), gerado pelo quando de k-bits, deve ser maior que o polinômio G(x). O CRC adiciona um checksum ao final do frame de tal forma que o polinômio resultante seja divisível por G(x). Quando o destino recebe este polinômio, ele o divide por G(x). Se o resto for zero, o frame estará correto.

Ex. 6) O que é o conceito de Piggybacking

Em todos os protocolos básicos analisados, os dados são transmitidos em apenas um sentido. O canal reverso é usado apenas para ACK ou NACK. No entanto, tipicamente, as comunicações exigem transferência nos dois sentidos. Para manter o esquema atual, seriam necessários dois canais duplos, onde o canal reverso de cada um dos dois seria muito mal aproveitado. Isto porque o tempo gasto para transmissão dos quadros de ACK ou NACK ocupa um percentual pouco significativo da capacidade do canal, e ainda implica em perdas de eficiência na transmissão, já que o emissor precisa ficar aguardando a confirmação antes de enviar o próximo quadro. Uma primeira idéia seria reter o ACK ou NACK até o envio do próximo quadro no sentido reverso. Quando isto acontecesse, um dos campos do quadro seria utilizado para