Trabalho Camada Enlace

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Faculdade Pereira de Freitas – Rede DOCTUM
		 			Camada Enlace
Grupo
Ernane Miranda Lana
Josiane do Carmo Santos Souza
Paulo Henrique Silva de Souza
Thássio Fernandes Souza
Vinicius Andrade Lopes 
IPATINGA-MG
 2017
Função
Na ciência da computação, mais especificamente em redes de computadores, a camada de ligação de dados, também conhecida como camada de enlace de dados ou camada de link de dados, é uma das sete camadas do modelo OSI. Esta camada detecta e, opcionalmente, corrige erros que possam acontecer na camada física. Após a transmissão dos sinais, a camada física envia os bits para a camada de enlace. É responsável pela transmissão e recepção (delimitação) de quadros e pelo controle de fluxo. Ela também estabelece um protocolo de comunicação entre sistemas diretamente conectados (operando sob velocidades próximas de c). Essa camada normalmente possui duas principais funções: agrupar os bits em quadros e detecção de erros.
No agrupamento de bits, essa camada define o tamanho do quadro, o número de sequência, preâmbulos de sincronização, endereços da fonte e do destino, entre outras informações. A detecção de erros normalmente acontece pela utilização do CRC (Cyclic Redundancy Check), ou seja, a camada de enlace do transmissor adiciona bits redundantes no final de cada quadro e, no receptor, essa camada verifica a consistência desses bits. No caso em que essa verificação falha, o receptor pode pedir para que o quadro seja retransmitido, procedimento conhecido como ARQ (Automatic Repeat Request - Pedido Automático de Repetição), mas isso só pode ser feito caso ambos os nós, transmissor e receptor, estejam executando o mesmo protocolo. Os protocolos mais comuns são Stop & Wait, Go Back N e Selective Repeat Protocol. Suas diferenças e funcionalidades fogem do escopo desse trabalho, mas é importante ressaltar que, em geral, eles controlam os quadros transmitidos, detectando os erros e garantindo a sequência dos quadros, formando, assim, a subcamada LLC (Logical Link Control - Controle de Enlace Lógico) da Camada de enlace.
Exemplos de protocolos nesta camada: PPP, LAPB (X.25), ethernet. Também está inserida no modelo TCP/IP (apesar do TCP/IP não ser baseado nas especificações do modelo OSI). Na rede ethernet cada placa de rede possui um endereço físico, que deve ser único na rede. Em redes do padrão IEEE 802, e outras não IEEE 802 como a FDDI, esta camada é dividida em outras duas camadas: Controle de ligação lógica (LLC), que fornece uma interface para camada superior (rede), e controle de acesso ao meio físico (MAC), que acessa diretamente o meio físico e controla a transmissão de dados.
Detecção de erros
A camada física transmite diretamente os conjuntos de bits ao receptor, sem se preocupar com possíveis erros, ou ausência de bits, nos conjuntos originalmente entregues à camada física do transmissor.
Realmente, a camada física não possui nenhum mecanismo que possa corrigir eventuais meios de comunicação. Para resolver este problema em um sistema de transmissão de dados, é necessário utilizar um mecanismo de análise dos dados recebidos. Esse mecanismo de análise é possível se utilizarmos parte dos dados recebidos para verificar e conferir o conjunto completo dos dados.
O fato de estar mais próximo da camada física, a função de corrigir possíveis erros de transmissão e permitir certa redundância nos dados recebidos, está atribuído à camada de enlace de dados. Outro papel importante desempenhado por esta camada, é a detecção e correção de erros, muito utilizado nos serviços com confirmação.
Para fazer o controle de erros, a camada de enlace utiliza dois métodos: a retransmissão ou a correção dos erros:
- O primeiro método utiliza a retransmissão dos dados pelo emissor quando forem detectados os erros.
- E o segundo método, utiliza a transmissão de códigos especiais junto aos dados transmitidos.
Esses códigos conseguem corrigir os dados eventualmente defeituosos sem a necessidade de retransmissão por parte do transmissor dos dados. Ambos os métodos encontram problemas muito complexos, como a perda de conjuntos completos de dados, pois neste caso não há como detectar a existência de erros, porque parte dos dados desaparecem por completo no trajeto entre transmissor e receptor.
Cronometrar o tempo máximo para a confirmação de recebimento dos quadros pelo receptor, é uma forma de solucionar casos como estes, pois o receptor não enviará nenhuma confirmação devido à ausência dos quadros perdidos durante a conexão.
Um outro problema muito comum, é quanto à ordenação na chegada dos quadros, caso ocorra uma falha de confirmação, o receptor poderá encontrar dificuldades para descartar os quadros repetidos que serão entregues à camada de rede.
Enfim, para solucionar todos estes problemas quanto aos erros de comunicação, a camada de enlace de dados implementa alguns algoritmos matemáticos, como: paridade, checksum e o código polinomial ou CRC (Código de Redundância Cíclica). 
Controle de fluxo
Outro papel importante exercido pela camada de enlace de dados é o controle de fluxo, que nada mais é do que a capacidade do receptor de controlar o fluxo de informações recebidas do transmissor, fazendo o tratamento das informações recebidas sem erro.
Em um ambiente heterogêneo como a Internet, é muito comum um servidor mais rápido e com uma largura de banda maior do que o receptor, "sufocar" um cliente que, além de possuir uma máquina mais lenta, pode estar sobrecarregada com outros processos simultâneos.
Já em um ambiente homogêneo como as redes locais (Ethernet), poderíamos argumentar: 
- Haveria a necessidade deste controle por parte da camada de enlace de dados? A resposta é sim.
Por causa da existência de colisões de pacotes de dados, devido à existência de múltiplos transmissores com dados a serem encaminhados.
Geralmente, o controle de fluxo é estabelecido no momento do estabelecimento da conexão. O controle de fluxo consegue determinar a quantidade de dados que pode ser transmitida, a necessidade do recebimento da confirmação de um quadro antes da transmissão do outro, e o que fazer, caso a confirmação do quadro não chegue ou ocorrer erros durante a transmissão dos quadros.
Estes detalhes são abordados nos protocolos de enlace, como os protocolos Simplex (stop-and-wait e canais com ruído), os protocolos utilizados em confirmações no sentido contrário (Piggybacking e Pipeline), além de outros como Sliding Window e Go-Back-N. 
Domínio de broadcast
Broadcast envolve toda a rede e seus nós conectados. Logo, um domínio de broadcast, de uma maneira simples, é o contexto de um pacote, ou seja, qual é o ambiente no qual ele pode atuar. Se um computador emite um broadcast, o domínio de broadcast deste computador é o limite o qual o pacote pode chega, é um segmento lógico de uma rede de computadores em que um computador ou qualquer outro dispositivo conectado à rede é capaz de se comunicar com outro sem a necessidade de utilizar um dispositivo de roteamento, é até a onde chega uma mensagem do broadcast. Sendo que o único dispositivo capaz de separar domínios de broadcast é o roteador.
Padrão Ethernet
É um padrão de transmissão de dados para rede local baseada no seguinte princípio: todas as máquinas da rede Ethernet estão conectadas a uma mesma linha de comunicação, constituída por cabos cilíndricos.
Ethernet é uma arquitetura de interconexão para redes locais - Rede de Área Local (LAN) - baseada no envio de pacotes. Ela define cabeamento e sinais elétricos para a camada física, em formato de pacotes e protocolos para a subcamada de controle de acesso ao meio do modelo OSI. A Ethernet foi padronizada pelo IEEE como 802.3. A partir dos anos 90, ela vem sendo a tecnologia de LAN mais amplamente utilizada. Como tudo na informática, as redes Ethernet passaram por uma série de evoluções desde a criação do padrão na década de 1970. Os três padrões mais importantes são o 10BASE-T, o 100BASE-TX e o 1000BASE-T, que correspondemaos padrões de 10, 100 e 1000 megabits para cabos de par trançado que usamos no dia-a-dia. Mas, além deles, existem diversos outros padrões Ethernet.
10BASE-T, que é o primeiro padrão baseado no uso de cabos de par trançado (o "T" vem de twisted-pair). Na época, os cabos cat 5 ainda eram caros, de forma que o padrão permitia o uso de cabos cat 3, que eram mais comuns, já que eram utilizados também em instalações telefônicas de aparelhos de PABX.
100Base-TX são usados cabos de par trançado de 4 pares, onde um único par é utilizado para enviar e receber dados.
1000Base-T: utiliza um duplo par trançado de categoria 5 e permite débito Gigabit por segundo.
Questões 
Quais são as principais funções da camada Enlace?
Agrupar os bits em quadros e detecção de erros.
O que é o controle de fluxo na camada enlace?
É a capacidade do receptor de controlar o fluxo de informações recebidas do transmissor, fazendo o tratamento das informações recebidas sem erro. O controle de fluxo consegue determinar a quantidade de dados que pode ser transmitida, e tem a necessidade do recebimento da confirmação de um quadro antes da transmissão do outro.
Ethernet é uma arquitetura de interconexão para rede local. Cite e explique qual é essa rede.
Rede de Área Local (LAN) - Ela define cabeamento e sinais elétricos para a camada física, em formato de pacotes e protocolos para a subcamada de controle de acesso ao meio do modelo OSI.
Referências
http://br.ccm.net/contents/673-ethernet
https://optclean.com.br/como-funciona-uma-rede-dominio-de-colisao-x-dominio-de-broadcast-e-segmentacao-da-rede/
https://pt.wikipedia.org/wiki/Camada_de_enlace_de_dados
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ethernet
https://www.gta.ufrj.br/ensino/eel879/trabalhos_vf_2008_2/vega/Camadadeenlace.html
http://www.hardware.com.br/livros/redes/padroes-ethernet.html
http://www.hardware.com.br/livros/redes/padroes-megabits.html
http://www.hardware.com.br/termos/100base-tx
https://www.vivaolinux.com.br/artigo/A-camada-de-enlace-de-dados?pagina=4