Aula 3 Camada de Enlace ERRATA

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REDE DE COMPUTADORES
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Introdução
A camada DATA LINK CONTROL efetua a função básica
 de controle do enlace físico. Sendo a camada física imediatamente
Inferior, deve garantir a integridade dos dados transportados.
Como a incidência de erros no meio físico é consideravelmente
Alta, a camada de enlace implementa métodos de detecção e
Controle de erros altamente eficientes ( CRC- check de verificação
Ciclica ). O modelo de referência OSI padroniza a unidade de 
Transferência de dados desta camada como um FRAME ou QUADRO
Há dois tipos de canais de camada diferentes. O primeiro tipo são os
Canais de broadcast que são comuns em redes locais LAN, LANs 
Sem fio, redes por satélite e redes de acesso híbridas de cabo coaxial
 e de fibra. No caso do canal de broadcast muitos hospedeiros estão
Conectados ao mesmo canal de comunicação e é preciso de um protocolo de acesso ao meio para coordenar as transmissões e evitar as colisões.
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Introdução
O segundo tipo de canal de camada de enlace é o enlace de comunicação ponto a ponto, tal como o existente entre dois roteadores ou entre um modem discado residencial e um roteador ISP. Coordenar o aceso a um enlace ponto a ponto é trivial, mas há ainda questões importantes refentes a enquadramento, transferência confiável de dados, detecção de erros e controle de fluxo.
De uma maneira geral a camada de enlace define como os dados serão transportados sobre a camada física. Complementando, trata-se da definição de como encapsular protocolos específicos e como são encaminhados para diferentes camadas superiores no mesmo canal de comunicação físico. Para prover essas funções o IEEE definiu as duas subcamadas abaixo:
A – MEDIA ACCESS CONTROL ( 802.3)
B – LOGICAL LINK CONTROL ( LLC ) (802.2)
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A – MEDIA ACCESS CONTROL ( 802.3)
B – LOGICAL LINK CONTROL ( LLC ) (802.2)
MEDIA ACCESS CONTROL: como o nome menciona a subcamada MAC define como os FRAMES ou QUADROS serão transmitidos sobre a camada física. Aqui estão envolvidos o endereçamento físico associado a cada dispositivo, definição de topologia de rede, entrega confiável, detecção de erros, entrega de pedidos de frame e opcionalmente controle de fluxo.
LOGICAL LINK CONTROL – LLC: é responsável por identificar logicamente diferentes tipos de protocolo e então encapsulá-los.
Introdução
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5C.66.AB
90.75.B1
IEEE – Código do fabricante
Número da interface
MAC ADRESS – endereço MAC – 802.3
A maior parte da camada de enlace é implementada em um adaptador de rede, por vezes também conhecido como controlador de interface de rede NIC. Exemplo placa PCM CIA. Atualmente Temos as LAN on motherboard.
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O endereço de origem sempre é um endereço unicast, sendo que o endereço de destino pode ser multicast ( grupos ), unicast ou broadcast ( todos os nós ).
No campo de dados inclui o LLC – controle de informação, outra informação de controle de camada superior e dados do usuário.
FCS contém o CRC, check de verificação cíclica. O CRC é criado pelo envio de informações ao dispositivo e cálculo dessas informações após o dispositivo responder, verificando se ocorreram problemas no frame que foi transmitido, comparando-se a informação transmitida com a recebida.
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Três técnicas de detecção de erros:
1 – Verificação de paridade
2 – Métodos de soma de verificação ( mais utilizados na camada 
de transporte.
3 - Verificação de redundância cíclica - CRC
Talvez a maneira mais simples de detecção de erros seja utilizar
 um único bit de paridade. Suponha que a informação a ser enviada
contenha d bits. Em um esquema de paridade par, o remetente
Simplesmente inclui um bit adicional e escolhe o valor desse bit 
de modo que o número total de bits “1” nos bits d+1 ( a informação
Original mais o bit de paridade ) seja par. Em esquemas de paridade
Impar, o valor do bit de paridade é escolhido de modo que haja
Um número impar de “1”. A operação do receptor também é simples
 com um único bit de paridade. Num esquema de paridade par se for
Encontrado uma sequência impar de bits, houve pelo menos um erro
De bit.
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Mas o que acontecerá se ocorrer um número par de erros de bit?
Podemos utilizar a paridade bidimensional, pois esta pode detectar
Mas não corrigir qualquer combinação de dois erros em um pacote.
A capacidade do receptor para detectar e corrigir erros é conhecida
 como correção de erros de repasse.
Métodos de soma e verificação:
Essa técnica de soma e verificação os d bits de dados são tratados 
Como uma sequência de números inteiros de k bits. Um método 
Simples de soma de verificação é somar inteiros de k bits e usar o
Total resultante como bits de detecção de erros. A soma de verificação
Da internet é baseada nessa abordagem, bytes de dados são tratados
Como inteiros de 16 bits e somados. O complemento de 1 dessa soma
Então forma a soma de verificação da internet que é carregada no
Cabeçalho do segmento. O RFC 1071 discute detalhamente o algoritmo
De verificação da internet.
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Verificação de redundância cíclica - CRC
Uma técnica de detecção de erros usada amplamente nas redes
De computadores de hoje é baseada em códigos de verificação de
Redundância ciclíca – CRC. Códigos CRC também são conhecidos
 como códigos polinomiais, já que é possível considerar a cadeia de 
Bits a ser enviada como polinômio cujos coeficientes são os valores
0 e 1 na cadeia de bits, sendo as operações na cadeia de bits interpre-
Tadas como aritmética polinomial. Códigos CRC funcionam como
Segue. Considere a parcela de d bits de dados, D, que o nó remetente
Quer enviar para o nó receptor. O remetente e o receptor devem,
Primeiramente, concordar com um padrão de r+1 bits, conhecido como
Um gerador, que denominamos G. Vamos exigir que o bit mais signi-
Ficativo de G seja “1”. A ideia fundamental por trás dos códigos CRC
É mostrada a seguir.
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Para uma dada parcela de dados, D, o remetente escolherá r bits
Adicionais, R, e o anexará a D de modo que o padrão de d+r bits
Resultante ( interpretado como um número binário ) seja divisível
 exatamente por G ( por exemplo, sem nenhum remanescente ),
Usando aritmética de módulo 2. Todos os cálculos de CRC feitos
Por aritmética de módulo 2 sem “vai 1” nas adições nem “empresta
1” nas subtrações. Isso significa que adição e subtração são 
Idênticas e equivalem à operação OU EXCLUSIVO ( XOR ).
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Protocolos de acesso aleatório
CSMA/CD
ALOHA ou sotted Aloha
O protocolo ALOHA requer que todos os nós sincronizem suas
Transmissões para que comecem no início do intervalo.
O protocolo CSMA/CD é um protocolo múltiplo com detecção
De portadora e detecção de colisão.
CSMA/CD:
Iniciaremos o estudo do protocolo CSMA/CD fazendo uma 
analogia com as regras da boa educação na comunicação e para
Exemplificar segue a situação:
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Em um coquetel um convidado mal educado continua a tagarelar
Mesmo quando outras pessoas estão falando. Temos protocolos que
Nos levam não somente a nos comunicar com civilidade mas também
 a aumentar a quantidade de dados que trocamos durante nossas 
Conversas. Especificamente há duas regras importantes que regem
A conversação educada entre seres humanos:
 Ouça antes de falar. Se uma pessoa estiver falando, espere até que
Ela tenha terminado. No mundo das redes isso é denominado
Detecção de portadora, um nó houve o canal antes de transmitir.
 Se alguém começar a falar ao mesmo tempo que você, pare de
 falar.
No mundo das redes isso é chamado detecção de colisão. Um nó
Que está transmitindo ouve o canal enquanto transmite. Se esse nó 
Detectar que outro nó está transmitindo um quadro interferente, ele
Para de transmitir e usa algum protocolo para determinarquando deve
Tentar transmitir novamente.
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Ele para de transmitir e usa algum protocolo para determinar quando
Deve tentar transmitir novamente.
Essas regras são incorporadas na família de protocolos CSMA/CD.
ARP – Address resolution protocol
Como existem endereços de camada de rede e endereços de camada
 de enlace ( MAC ) é preciso fazer a tradução de um para o outro.
Para a internet esta é uma tarefa do protocolo de resolução de 
Endereços ARP. RFC 826
ARP converte endereços IP em MAC apenas para nós na mesma
Subrede. Cada roteador possui em sua RAM tabela ARP que contém
Mapeamento de endereços IP para endereços MAC. A mensagem
 do protocolo ARP é enviada dentro de um quadro de broadcast ao
Passo que a resposta é enviada em um quadro padrão. Tabela ARP
 é construido automaticamente sem presença de administrador.
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Dominico de colisão:
Cada porta ethernet de um switch representa um domínio de colisão.
Dominio de broadcast:
Todas as portas de um switch representam um domínio de broadcast.
Serviço não orientado a conexão. Serviço não confiável. Similar ao
UDP na camada de transporte.
Serviço orientado a conexão. Serviço confiável. Similar ao TCP.