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Control del Enlace
Mg. Gabriel H. Tolosa.
"Any sufficiently advanced technology is indistiguishable from magic"
Artur C. Clarke“Profiles of the future”
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Conjunto de procedimientos para gestionar y controlar el intercambio de datos entre equipos adyacentes, creando la ilusión de que existe un enlace (link)
confiable
Capa de Enlace
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Capa de Enlace
ETD "A" ETD "B"Enlace de Datos
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Factores a Considerar
Medios de comunicación Imperfectos (ruido, atenuación) Capacidad finita (ancho de banda) Retardo de propagación (distancia)
Emisor/Receptor Tiempo de procesamiento Tamaño finito de buffers
Capa de Enlace
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Requisitos/Objetivos
Estructura de Intercambio Tramas (Frames)
Control de flujo
Control de errores Detección Recuperación
Direccionamiento
Capa de Enlace
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Tipos de Servicio
Sin conexión, sin acuse de reciboLANs, Voz
Sin conexión, con acuse de reciboCanales inestables
Con conexión, con acuse de reciboServicio crítico
Capa de Enlace
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Situación #1 - Condiciones
Capa de Enlace
Transmisión unidireccional
Transmisor y receptor siempre disponibles
Canal de comunicaciones libre de errores
Tiempo de proceso despreciable
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Situación #1 – Esquema de Transferencia
Capa de Enlace
Transmisor Receptor
Mensaje 1
Mensaje 1
Mensaje 2
Mensaje 2
Mensaje 3
Mensaje 3
Trama 1
Trama 2
Trama 3
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Situación #2 - Condiciones
Capa de Enlace
Transmisión unidireccional
Transmisor y receptor siempre disponibles
Canal de comunicaciones libre de errores
Tiempo de proceso NO despreciable
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Situación #2 – Esquema de Transferencia
Capa de Enlace
Transmisor Receptor
Mensaje 1
Mensaje 1
Mensaje 2
Mensaje 2
Mensaje 3
Mensaje 3
Trama 1
Trama 2
Trama 3
Señal
Señal
Señal
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Situación #3 - Condiciones
Capa de Enlace
Transmisión unidireccional de datos
Transmisor y receptor siempre disponibles
Canal de comunicaciones con posibilidad de errores
Tiempo de proceso no despreciable
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Situación #3 – Esquema de Transferencia
Capa de Enlace
Transmisor Receptor
Mensaje 1
Mensaje 1
Mensaje 2
Mensaje 2
Mensaje 3
Mensaje 3
Trama 1
Trama 2
Trama 3
Señal
Señal
Señal
T0Trama 2
T0
Mensaje 3Trama 3
Señal
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Situación #4 - Condiciones
Capa de Enlace
Transmisión bidireccional de datos
Transmisor y receptor siempre disponibles
Canal de comunicaciones con posibilidad de errores
Tiempo de proceso no despreciable
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Mejorar la utilización del canal de comunicaciones Eliminar los tiempos de espera (de los ACK) Se basa en el envío de n tramas (ventana) antes de recibir
confirmación
Módulo (#sec) Ventana transmisión (Wt) Confirmación
Protocolo de Ventana Deslizante
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7
0 1 2 3 4 5 6 7
T0, T1, T2
0 1 2 3 4 5 6 7RR3
2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1
2 3 4 5 6 7 0 1
2 3 4 5 6 7 0 1
T3, T4, T5, T6, T7, T0, T1
RR2
2 3 4 5 6 7 0 12 3 4 5 6 7 0 1
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Diagrama (Fuente: Stallings [STA])
Protocolo de Ventana Deslizante
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Técnica para controlar la transmisión de manera que el receptor siempre disponga de espacio (buffers) para aceptar nuevos datos entrantes
Mediante Parada y Espera (Stop and Wait)
Mediante Ventanas Deslizantes(Sliding Windows)
Control de Flujo
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Limitaciones y defectos de los medios
BER (Bit Error Rate) Prob(TOK) = (1 - BER)F (F: Cant. bits de la trama. Se asume independencia)
Control de Errores
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Efectos Tramas Perdidas Tramas Dañadas
Bases Detección Confirmaciones positivas (ACKs) Expiración de temporizadores Confirmaciones negativas (NACKs)
Control de Errores
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Detección de Errores Comprobación de paridad Comprobación de redundancia cíclica
Corrección de Errores
Control de Errores
k bits n bits
M F
T
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Control de Errores
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CRC M(x) es el polinomial del mensaje Sea P(x)= x^p + ....+1. Sea x^pM(x) = Q(x)P(x) + R(x) Se transmite M(x)x^p+R(x)
Polinomios estándares (internacionales)
Control de Errores
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Técnicas Solicitud de Repetición Automática (ARQ)
ARQ con parada y espera ARQ adelante-atrás-N ARQ con retransmisión selectiva
Control de Errores
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ARQ Con Parada y Espera
Transmisor Receptor
Mensaje 1
Mensaje 1
Mensaje 2
Mensaje 2
Mensaje 3
Mensaje 3
Trama 1
Trama 2
Trama 3
Señal1
Señal 2
Señal 3
TimeoutTrama 2
Timeout
Mensaje 3Trama 3
Señal 3
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ARQ Adelante-Atrás-N
Transmisor Receptor
Mensaje 1
Mensaje 1Mensaje 2
Mensaje 2Mensaje 3
Mensaje 3
Trama 1
Trama 2
Señal 3
Señal Error 4
Trama 3
Mensaje 4
Trama 4
Se descarta la trama 6 y se pide retransmisión desde 5
Mensaje 4
Mensaje 5
Mensaje 6
Mensaje 5
Mensaje 6
Trama 5
Trama 6
Mensaje 5
Mensaje 6
Se retransmiten 5 y 6
Trama 5
Trama 6
Señal 6
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ARQ Con Retransmisión Selectiva
Transmisor Receptor
Mensaje 1
Mensaje 1Mensaje 2
Mensaje 2Mensaje 3
Trama 1
Trama 2
Señal 3
Señal Error 3
Trama 3
Mensaje 4
Trama 4
Se indica que hubo un error en la trama 3
Mensaje 4
Mensaje 5
Mensaje 3
Trama 5
Trama 3
Mensaje 5
Mensaje 3
Se retransmite la trama 3 Señal 3
Señal 5
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Estándar ISO 3309 - ISO 4335 Características
Tres tipos de estaciones Primaria/Secundaria/Combinada
Configuración Balanceada/No Balanceada
Tres modos de transferencia NRM - Modo de respuesta normal ABM - Modo balanceado asincrónico ARM - Modo de respuesta asincronico
HDLC Control del Enlace de Datos de Alto Nivel
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Tres tipos de tramas I: Información S: Supervición U: No Numeradas
HDLC – Estructura de la Trama
Delimitador Dirección Control Datos FCS Delimitador
8 bits 8 bits 8 ó 16 bits
Variable 16 ó 32 bits
8 bits
0 N(S) P/F N(R)
1 P/F N(R)S
1 P/F MM
N(S): # de secuencia enviado N(R): # de secuencia recibido
S: bits p/tramas de supervisión M: bits p/tramas no numeradas
P/F: Bits de poll/final
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Tres tipos de tramas Secuencia de bits 01111110 Bit stuffing 011111010
Ejemplo Secuencia original 011111111011111100 Secuencia c/bit stuffing 01111101110111110100
HDLC – Estructura de la Trama
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Campo de dirección Identifica las estaciones
Campo de control Identifica el tipo de trama (+ opciones)
Campo de información Carga (payload) de la trama (si corresponde)
Campo de FCS Código de detección de errores (CRC)
HDLC – Estructura de la Trama
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Información Información (I) Intercambio
Supervisión Receptor preparado (RR) Receptor no preparado (RNR) Rechazo (REJ) Go-Back-N Rechazo selectivo (SREJ)
No numeradas Fijar modo de respuesta (SNRM/SARM/SAMB) Desconectar (DISC) Confirmación (UA) Reset (RSET)
HDLC – Comandos y Respuestas
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HDLC – Ejemplos de Operación
SABM
UA
Inicio
DISC
UA
I,0,0
I,0,1
Intercambio
I,1,1
I,1,3
I,2,1
I,3,2
I,2,4
I,3,4
RR4
I,3,0
Receptor Ocupado
RNR 4
RR 0, P
RNR 4, F
I,4,0
RR5
RR 0, P
RR 4, F
I,3,0
Rechazo y recuperación
REJ 4
I,4,0
I,5,0
I,4,0
I,5,0
REJ 6
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SDLC Synchronous Data Link Control - IBM
LAPB Link Access Procedure-Balanced - X.25
LAPD Link Access Procedure for D channel - ISDN
LAPF Frame Relay
LAPM Link Access Procedure for Modems - v.42
LLC Logical Link Control - LAN (IEEE)
PPP Point to Point Protocol - Internet
ATM Asynchronous Transfer Mode
Otros Protocolos de Enlace
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En la pila TCP/IP no se especifica protocolo de enlace alguno, es decir que IP está diseñado para funcionar sobre casi
cualquier enlace que lo soporte (“IP over everything”)
El Nivel de Enlace en Internet
19941483, 1577ATM
19931490Frame Relay
19901171, 1663PPP
19901188, 1390FDDI
19881042802.x
1984894Ethernet
1983877, 1356X.25
AñoRFCMedio
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Análisis de Prestaciones Factores a considerar:
a) Retardos Procesamiento (examinar mensaje) Cola (espera por transmisión por un enlace) Transmisión (“inyectar” mensaje) Propagación (tiempo que tarda 1 bit en recorrer el enlace)
b) Control de Flujo c) Errores
Capa de Enlace
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Análisis de Prestaciones: Parada y Espera
Simplificaciones Tproc Se considera despreciable (Procesadores actuales) Tamaño ACK También despreciable (Comparado al frame de datos)
Entonces
Sea
Luego
Capa de Enlace
tramaT 2T T propf += )T(2T
T U
tramaprop
trama
+
=
T
T a
trama
prop=
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Análisis de Prestaciones: Parada y Espera
Capa de Enlace
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Análisis de Prestaciones: Parada y Espera
Capa de Enlace
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Análisis de Prestaciones: Ventanas desliz.
Capa de Enlace
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Análisis de Prestaciones: Ventanas desliz.
Capa de Enlace