3 - Protocolos de enlace (2)

Prévia do material em texto

PROTOCOLOS DE REDES 
Protocolos de enlace 
 
Prof. Mateus Novaes 
P
ro
to
c
o
lo
s
 d
e
 R
e
d
e
s
 
PROTOCOLOS DE ENLACE 
 Sumário 
 Princípios 
 Técnicas de detecção e correção de erros 
 Verificação de paridade 
 Soma de verificação 
 Redundância cíclica 
 Protocolos de acesso ao meio 
 Protocolos de acesso múltiplos determinísticos 
 Protocolos de acesso múltiplos estatísticos 
 Endereçamento 
 Protocolos de LAN 
 Protocolos de WAN 
P
ro
to
c
o
lo
s
 d
e
 R
e
d
e
s
 
PROTOCOLOS DE ENLACE 
 Princípios 
 Disponibilizar um meio eficiente e confiável para 
comunicação entre dois computadores adjacentes 
 
 Funções: 
 Fornecer interface de serviço a camada de rede 
 Lidar com erros de transmissão 
 Regular fluxo de dados 
 
 Controles de fluxo e de erros existem em outras 
camadas 
 
 
 
 
P
ro
to
c
o
lo
s
 d
e
 R
e
d
e
s
 
PROTOCOLOS DE ENLACE 
 Princípios 
 Receber pacotes da camada de redes e encapsular em 
quadros para transmissão 
 Cada quadro contém um cabeçalho(header) e um 
final(trailer) 
 Enquadramento 
 
 
 
 
 
 
P
ro
to
c
o
lo
s
 d
e
 R
e
d
e
s
 
PROTOCOLOS DE ENLACE 
 Princípios 
 Serviços oferecidos: 
 Sem conexão e sem confirmação 
 Sem conexão e com confirmação 
 Orientado a conexões com confirmação 
 
 Sem conexão e sem confirmação 
 Envia quadros de uma origem a um destino 
 Não realiza detecção nem recuperação de dados corrompidos 
 Útil em canais que tem taxas de erros muito baixas 
 Utilizado em tráfego de tempo real 
 
 
 
 
 
P
ro
to
c
o
lo
s
 d
e
 R
e
d
e
s
 
PROTOCOLOS DE ENLACE 
 Princípios 
 Sem conexão e com confirmação 
 Cada quadro é individualmente confirmado 
 Muito utilizado em canais não confiáveis 
 Rede sem fio 
 
 Orientado a conexões com confirmação 
 Estabelecem conexão antes de transmitir os dados 
 Cada quadro é numerado 
 Garantia da entrega dos quadros e em ordem 
 Serviço oferecido equivalente a um fluxo de bits confiável 
 Utilizado em conexão entre roteadores 
 
P
ro
to
c
o
lo
s
 d
e
 R
e
d
e
s
 
PROTOCOLOS DE ENLACE 
 Princípios 
 Orientado a conexões com confirmação 
 
P
ro
to
c
o
lo
s
 d
e
 R
e
d
e
s
 
PROTOCOLOS DE ENLACE 
 Técnicas de detecção e correção de erros 
 Verificação de paridade 
 Soma os bits dos dados mais o da paridade 
 Paridade par a soma é 0 
 Paridade ímpar a soma é 1 
 
 Soma de verificação (checksum) 
 Soma seqüências de bits determinada (16, 32bits) 
 
 Redundância cíclica CRC (Cyclic Redundancy Check) 
 Deslocamentos binários e operações xor 
 
 
 
P
ro
to
c
o
lo
s
 d
e
 R
e
d
e
s
 
PROTOCOLOS DE ENLACE 
 Técnicas de detecção e correção de erros 
 Códigos de correção - Código de Hamming 
 
P
ro
to
c
o
lo
s
 d
e
 R
e
d
e
s
 
PROTOCOLOS DE ENLACE 
 Protocolos de acesso ao meio 
 Existem duas categorias: 
 Protocolos de acesso múltiplos determinísticos 
 Protocolos de acesso múltiplos estatísticos 
P
ro
to
c
o
lo
s
 d
e
 R
e
d
e
s
 
PROTOCOLOS DE ENLACE 
 Protocolos de acesso ao meio 
 Protocolos de acesso múltiplos determinísticos 
 O acesso é determinado pelo Token 
 Quem possuir o token transmite 
 O token é passado de nó a nó 
 
 O acesso é dado independente da necessidade de transmitir 
 
 Ex: Token ring (IEEE 802.5) e Token bus (IEEE 802.4) 
 
P
ro
to
c
o
lo
s
 d
e
 R
e
d
e
s
 
PROTOCOLOS DE ENLACE 
 Protocolos de acesso ao meio 
 Protocolos de acesso múltiplos estatísticos 
 O acesso é disputado pelas estações que querem transmitir 
 
 Uma regra define quem poderá transmitir quando houver 
disputa 
 
 Ex: CSMA, Aloha 
P
ro
to
c
o
lo
s
 d
e
 R
e
d
e
s
 
PROTOCOLOS DE ENLACE 
 Protocolos de acesso múltiplo 
 ALOHA 
 Criado por Abramson na Universidade do Havaí 
 
 Existem duas versões: 
 ALOHA puro 
 Slotted ALOHA 
 
 
 
P
ro
to
c
o
lo
s
 d
e
 R
e
d
e
s
 
PROTOCOLOS DE ENLACE 
 Protocolos de acesso múltiplo 
 ALOHA puro 
 Uma estação transmite seus dados sempre que precisar 
 
 Colisões ocorrerão danificando o quadro 
 
 O transmissor descobre a colisão ao ouvir o feedback da 
difusão 
 Necessidade de confirmação caso quadro não possa ser 
confirmado 
 
 Quando há uma colisão as estações devem esperar um 
tempo aleatório antes de transmitir novamente 
 
 
 
P
ro
to
c
o
lo
s
 d
e
 R
e
d
e
s
 
PROTOCOLOS DE ENLACE 
 Protocolos de acesso múltiplo 
 ALOHA puro 
 
 
 
P
ro
to
c
o
lo
s
 d
e
 R
e
d
e
s
 
PROTOCOLOS DE ENLACE 
 Protocolos de acesso múltiplo 
 Slotted ALOHA 
 Idéia principal é dividir o tempo em intervalos (slots) 
 
 Exige sincronização para determinar as fronteiras dos slots 
 
 Transmissões só ocorrem no início de cada slot 
 
 
 
P
ro
to
c
o
lo
s
 d
e
 R
e
d
e
s
 
PROTOCOLOS DE ENLACE 
 Protocolos de acesso múltiplo 
 CSMA (Carrier Sense Multiple Access) 
 As estações devem escutar o canal antes de transmitir 
 Caso o canal esteja ocupado esperam o final da 
transmissão 
 
 Ainda podem haver colisões 
 Espera por um tempo aleatório antes de iniciar nova 
transmissão 
 
 Retardo pode atrapalhar a detecção do canal livre 
 
 Duas estações que detectam o canal ocupado geram uma 
colisão ao transmitir seus dados 
 
 
 
P
ro
to
c
o
lo
s
 d
e
 R
e
d
e
s
 
PROTOCOLOS DE ENLACE 
 Protocolos de acesso múltiplo 
 CSMA (Carrier Sense Multiple Access) 
 As estações podem decidir transmitir com seguindo uma 
probabilidade 
 
 O protocolo pode ser 1-persistente quando sempre transmite 
quando percebe o canal livre 
 Existe ainda o CSMA 0,5-persistente 
 
 CSMA não persistente 
 Ao detectar uma transmissão a estação fica esperando 
por um tempo aleatório antes de reiniciar o algoritmo 
 
 
P
ro
to
c
o
lo
s
 d
e
 R
e
d
e
s
 
PROTOCOLOS DE ENLACE 
 Protocolos de acesso múltiplo 
 CSMA (Carrier Sense Multiple Access) 
 
P
ro
to
c
o
lo
s
 d
e
 R
e
d
e
s
 
PROTOCOLOS DE ENLACE 
 Protocolos de acesso múltiplo 
 CSMA com detecção de colisões (CSMA/CD) 
 É utilizado no Ethernet como protocolo de controle de acesso 
 
 Estações devem parar de transmitir ao detectar colisão 
 Quando não há detecção a transmissão continua mesmo 
com a colisão. 
P
ro
to
c
o
lo
s
 d
e
 R
e
d
e
s
 
PROTOCOLOS DE ENLACE 
 Endereçamento 
 6 octetos representado por 6 pares de números 
hexadecimais 
 F0-4D-A2-8E-7C-C4 
 
 Busca pelo fabricante da NIC: 
 http://standards.ieee.org/develop/regauth/oui/public.html 
 
 Mapeamento do endereço IP para o MAC 
 ARP e RARP 
P
ro
to
c
o
lo
s
 d
e
 R
e
d
e
s
 
PROTOCOLOS DE ENLACE 
 Protocolos de redes locais 
 IEEE 802.3 (Ethernet); 
 IEEE 802.11 (WiFi); 
 
P
ro
to
c
o
lo
s
 d
e
 R
e
d
e
s
 
PROTOCOLOS DE ENLACE 
 Ethernet 
 Estrutura do quadro Preâmbulo tem padrão de bits 10101010 
 
 Endereços de destino e origem têm o bit de mais alta ordem 
0 para endereços comuns e 1 para multicast e broadcast 
 
 Campo de preenchimento pode ser utilizado para alcançar o 
tamanho mínimo do quadro 
 A velocidade e o atraso na propagação definem o 
tamanho mínimo do quadro em 64bytes 
P
ro
to
c
o
lo
s
 d
e
 R
e
d
e
s
 
PROTOCOLOS DE ENLACE 
 Ethernet 
 Codificação Manchester 
 Forma de diferenciar o inicio meio de fim de cada bit 
transmitido 
 
 Existe outro método chamado Manchester Diferencial 
 
 
 
P
ro
to
c
o
lo
s
 d
e
 R
e
d
e
s
 
PROTOCOLOS DE ENLACE 
 IEEE 802.11 
 DFWMAC é o protocolo da camada de enlace 
 
 Dois modos: 
 Função de Coordenação Distribuída (DFC) 
 CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision 
Avoidance) com reconhecimento 
 
 Função de Coordenação Pontual (PCF) 
 Utilizado quando há um ponto de acesso 
P
ro
to
c
o
lo
s
 d
e
 R
e
d
e
s
 
PROTOCOLOS DE ENLACE 
 IEEE 802.11 
 DFWMAC 
 CSMA/CA não consegue perceber dispositivos escondidos 
 Uso dos quadros de controle RTS(Request To Send) e 
CTS(Clear To Send) 
P
ro
to
c
o
lo
s
 d
e
 R
e
d
e
s
 
PROTOCOLOS DE ENLACE 
 IEEE 802.11 
 DFWMAC 
P
ro
to
c
o
lo
s
 d
e
 R
e
d
e
s
 
PROTOCOLOS DE ENLACE 
 Protocolos de redes WAN 
 PPP (Point to Point Protocol) 
 HDLC (High level Data Link Control) 
 
P
ro
to
c
o
lo
s
 d
e
 R
e
d
e
s
 
PROTOCOLOS DE ENLACE 
 Protocolos de redes WAN 
 PPP (Point to Point Protocol) 
 Opera sobre um enlace ponto a ponto 
 Linha telefônica serial 
 X.25 
 ISDN 
 Ethernet 
 
 Características 
 Enquadramento com transparência 
 Múltiplos protocolos da camada de rede 
 Múltiplos tipos de enlace 
 Detecção de erros 
 Negociação do endereço da camada de rede 
 
P
ro
to
c
o
lo
s
 d
e
 R
e
d
e
s
 
PROTOCOLOS DE ENLACE 
 Protocolos de redes WAN 
 PPP (Point to Point Protocol) 
 Formato do quadro 
 
P
ro
to
c
o
lo
s
 d
e
 R
e
d
e
s
 
PROTOCOLOS DE ENLACE 
 Protocolos de redes WAN 
 PPP (Point to Point Protocol) 
 Estados do protocolo PPP 
 
P
ro
to
c
o
lo
s
 d
e
 R
e
d
e
s
 
PROTOCOLOS DE ENLACE 
 Protocolos de redes WAN 
 HDLC (High-level data link control) 
 Protocolo da International Organization for Standardization 
 ISO 13239 
 
 Baseado no protocolo SDLC da IBM 
 
 Também provê serviço orientado a conexão 
 
 É possível realizar comunicação ponto a multiponto 
 
P
ro
to
c
o
lo
s
 d
e
 R
e
d
e
s