Aula 03
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Protocolos de Redes e de Computadores
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CCT0300 \u2013 PROTOCOLOS DE REDES E DE COMPUTADORES
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Camada de enlace
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O aluno deverá ser capaz de: 
\u2022 Compreender os serviços fornecidos pela camada de enlace;
\u2022 Entender o relacionamento e interdependência entre a camada de
rede e a camada de enlace;
\u2022 Diferenciar os métodos de detecção de erros e detecção e correção
de erro utilizados em redes de computadores;
\u2022 Entender os esquemas e técnicas de detecção e correção de erros na
camada de enlace;
\u2022 Conhecer comando para descobrir endereço físico dos adaptadores
de rede e de diagnósticos na camada de enlace (erros de recepção )
da estação.
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Conteúdo
3.1 Serviços fornecidos pela camada de enlace;
3.2 Técnicas de detecção e correção de erros;
3.2.1 Verificação de paridade;
3.2.2 Soma de verificação;
3.2.3 Redundância cíclica (CRC).
Introdução
\u2022 Nesta aula, iremos estudar a 
camada de enlace. À medida 
que descemos a pilha de 
protocolos, da camada de 
rede até a camada de enlace, 
é natural que imaginemos 
como os pacotes são enviados 
pelos enlaces individuais 
dentro de um caminho de 
comunicação fim a fim.
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Enlace
\u2022 Objetivo:
\u2013 Controle de comunicação do enlace de rede
\u2013 Enlace \u2192 hosts interconectados \u201cdiretamente\u201d
\u2013 Diversas tecnologias de interconexão 
\u2022 Depende: 
\u2013 Dos objetivos da rede
\u2013 Do comportamento dos usuários
\u2013 De aspectos físicos \u2013 ....
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Serviços Fornecidos
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\u2022 O Objetivo da camada de enlace é prover uma camada de 
abstração entre as camadas superiores e a interface de 
hardware associada, realizando a interface de rede do modelo 
TCP/IP com os diversos tipos de redes (Ethernet, PPP, X.25, 
Frame Relay, ATM, Token Ring, etc.). Há grande variedade de 
velocidades e esta camada é a que provê a interconexão e 
inter-operação de redes heterogêneas.
\u2022 Há o envio e recepção dos dados em forma de frames 
(pacotes) contendo um endereço de origem, os dados e o 
endereço de destino, além dos controles de erros ( FCS ou 
\u201cframe check sequence\u201d ). 
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Resumindo:
\u2022 Funções da camada de enlace: 
\u2013 Encapsulamento: Endereçamento MAC (hardware), LLC 
(logical link control) 
\u2013 Endereçamento físico 
\u2013 Acesso à topologia física (conexões ponto-a-ponto e 
ponto-multiponto) 
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Onde a Camada De Enlace é 
Implementada?
\u2022 A camada de enlace é implementada em um adaptador de 
rede, que é também conhecido como controlador de 
interface de rede (NIC). No núcleo do adaptador de rede, 
está o controlador da camada de enlace, normalmente um 
único chip de sistema, que implementa vários serviços da 
camada de enlace (enquadramento, acesso ao enlace, 
controle de fluxo etc). Podemos concluir que muito da 
funcionalidade da camada de enlace é implementada em 
hardware.
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\u2022 Adaptador de rede: seu relacionamento com o resto dos
componentes do hospedeiro e a funcionalidade da pilha de
protocolos.
Onde a Camada De Enlace é Implementada?
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Onde a camada de enlace é implementada?
\u25aa Cenário de detecção e correção de erros
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Enlaces e protocolos de acesso múltiplo
\u25aa Um enlace ponto a ponto consiste em um único remetente em uma extremidade 
do enlace e um único receptor na outra.
\u25aa O enlace de difusão, pode ter vários nós remetentes e receptores, todos 
conectados ao mesmo canal de transmissão único e compartilhado.
\u25aa Protocolos de acesso múltiplo \u2014 através dos quais os nós regulam sua transmissão 
pelos canais de difusão compartilhados.
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Enlaces e protocolos de acesso múltiplo
\u25aa Vários canais de acesso múltiplo
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Protocolos de divisão de canal
\u25aa O protocolo FDM divide o canal de R bits/s em frequências diferentes e reserva 
cada frequência a um dos N nós, criando, desse modo, N canais menores de R/N 
bits/s a partir de um único canal maior de R bits/s.
\u25aa O protocolo de acesso múltiplo por divisão de código (CDMA) atribui um código 
diferente a cada nó.
\u25aa Se os códigos forem escolhidos com cuidado, as redes CDMA terão a maravilhosa 
propriedade de permitir que nós diferentes transmitam simultaneamente.
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Enlaces e protocolos de acesso múltiplo
\u25aa Vários canais de acesso múltiplo
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Protocolos de divisão de canal
\u25aa O protocolo TDM divide o tempo em quadros temporais, os quais depois divide em 
N compartimentos de tempo.
\u25aa Um exemplo de TDM e FDM de quatro nós:
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Protocolos de acesso aleatório
\u25aa Com um protocolo de acesso aleatório, um nó transmissor sempre transmite à taxa 
total do canal, isto é, R bits/s.
\u25aa O slotted ALOHA é altamente descentralizado.
\u25aa Funciona bem quando há apenas um nó ativo.
\u25aa Assim, quando há N nós ativos, a eficiência do slotted ALOHA é Np(1 \u2013 p)N\u20131. 
\u25aa Para obtermos a eficiência máxima para N nós ativos, temos de encontrar um p*
que maximize essa expressão.
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Protocolos de acesso aleatório
\u25aa No ALOHA puro, quando um quadro chega pela primeira vez, o nó imediatamente 
transmite o quadro inteiro ao canal de difusão.
\u25aa Para determinar a eficiência máxima do ALOHA puro, vamos focalizar um nó 
individual.
\u25aa A probabilidade de que um dado nó tenha uma transmissão bem-sucedida é p(1 \u2013
p)2(N\u20131). 
\u25aa Levando ao limite, descobrimos que a eficiência máxima do protocolo ALOHA puro 
é de apenas 1/(2e).
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CSMA (acesso múltiplo com detecção de portadora)
\u25aa Especificamente, há duas regras importantes que regem a conversação educada 
entre seres humanos:
\u25aa 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 \u2014 um 
nó ouve o canal antes de transmitir.
\u25aa Se alguém começar a falar ao mesmo tempo que você, pare de falar. No mundo das 
redes, isso é denominado detecção de colisão \u2014 um nó que está transmitindo ouve 
o canal enquanto transmite.
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CSMA (acesso múltiplo com detecção de portadora)
\u25aa Essas duas regras estão incorporadas na família de protocolos de acesso múltiplo 
com detecção de portadora (CSMA) e CSMA com detecção de colisão (CSMA/CD).
\u25aa Se todos os nós realizam detecção de portadora, por que ocorrem colisões no 
primeiro lugar?
\u25aa A resposta a essa pergunta pode ser ilustrada utilizando diagramas espaço/tempo.
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Eficiência do CSMA/CD
\u25aa Definimos a eficiência do CSMA/CD como a fração de tempo durante a qual os 
quadros estão sendo transmitidos no canal sem colisões quando há um grande 
número de nós ativos, com cada nó tendo um grande número de quadros para 
enviar.
\u25aa Indicamos simplesmente a seguinte aproximação:
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Protocolos de revezamento
\u25aa O protocolo de polling elimina as colisões e os intervalos vazios que atormentam os 
protocolos de acesso aleatório, e isso permite que ele tenha uma eficiência muito 
maior.
\u25aa No protocolo de passagem de permissão não há nó mestre.
\u25aa Um pequeno quadro de finalidade especial conhecido como uma permissão é 
passado entre os nós obedecendo a uma determinada ordem fixa.
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Pacotes e quadros
Relação entre pacotes e quadros.
\u2022 A camada de enlace recebe os pacotes da camada de rede e os 
encapsula em quadros para transmissão.