aula 2 - camada de enlace introdução e serviços

Camada de Enlace de dados: Introducao eServicos

Rafael Guimaraes

Rede de Computadores II

Aula 2

Aula 2 Rafael Guimaraes 1 / 23

Sumario

Sumario

1 Motivacao

2 Objetivos

3 Introducao

4 Deteccao e Correcao de Erros


Motivacao

Sumario

1 Motivacao

2 Objetivos

3 Introducao



Motivacao

Motivacao

Segunda camada na Pilha TCP/IP;

Comunicacao eficiente e confiavel entre dois computadores adjacentesconectadas por um canal de comunicacao;

Encapsula datagramas da camada de rede;

Caminho de comunicacao entre hospedeiros consistem em enlaces;


Objetivos

Sumario

1 Motivacao

2 Objetivos

3 Introducao



Objetivos

Objetivos

Introduzir a camada de enlace;

Entender os princpios embutidos nos servicos da camada de enlace;

Deteccao e correcao de erro;Controle de acesso de enlaces compartilhados;Enderecamento da camada de enlace;Transferencia confiavel de dados e controle de fluxo;

Entender como e feita a deteccao e correcao de erros na camada deenlace.


Introducao

Sumario

1 Motivacao

2 Objetivos

3 Introducao



Introducao

Camada de Enlace: Introducao

Terminologias

Hospedeiros e roteadores sao nos;

Canais de comunicacao que conectam nos adjacentes ao longo do caminho de

comunicacao sao enlaces:

Enlaces com fio;Enlaces sem fio;LANs;

Pacote de camada-2 e um quadro, encapsula o datagrama;


Introducao



Introducao


Funcao

Camada de enlace tem a responsabilidade de transferir um datagrama de um no para o

no adjacente sobre um enlace.


Introducao

Camada de Enlace: Contexto

Datagrama transferido por protocolos de enlace diferentes sobre enlacesdiferentes;

ex: Ethernet no primeiro enlace, Frame Relay nos enlaces intermediarios,802.11 no ultimo enlace.

Cada protocolo de enlace prove servicos diferentes

ex: pode ou nao prover transferencia confiavel sobre o enlace.


Introducao

Servicos da Camada de Enlace

Enquadramento, acesso ao enlace

- Encapsula datagramas em quadros acrescentando cabecalhos e trailer;- Implementa acesso ao canal se o meio e compartilhado;- Enderecos fsicos usados nos cabecalhos dos quadros para Identificar afonte e o destino dos quadros

- Diferente do endereco IP !

Entrega confiavel entre dois equipamentos fisicamente conectados

- Raramente usado em enlaces com baixa taxa de erro.- Enlaces sem fio (wireless): altas taxas de erro.


Introducao

Servicos da Camada de Enlace

Controle de fluxo:

- Limitacao da transmissao entre transmissor e receptor;

Deteccao de erros:

- Erros causados pela atenuacao do sinal e por rudos;- O receptor detecta a presenca de erros;- Avisa o transmissor para reenviar o quadro perdido ;

Correcao de erros:

- O receptor identifica e corrige o bit com erro(s) sem recorrer a` retransmissao;

Servicos Half-Duplex e Full-Duplex;


Deteccao e Correcao de Erros

Sumario

1 Motivacao

2 Objetivos

3 Introducao




Deteccao vs. Correcao de Erros

Correcao de erros:

- Maior redundancia/overhead;- Recomendado quando nao ha enlace reverso ou para enlaces submetidos alongos atrasos;

Deteccao de erros:

- Menor redundancia;- Deteccao pode gerar retransmissao;

Comparacao (bloco de 1000 bits):

- Correcao: 10 bits de checagem;- Deteccao: 1 bit de checagem;



Distancia de Hamming

Utilizada para caracterizar as propriedades de correcao e deteccao deerro de um codigo;

Distancia de Hamming entre duas sequencias binarias:

- Numero de posicoes em que os bits sao diferentes;

Distancia de Hamming de um codigo:

- Mnima distancia de Hamming entre todos os possveis pares depalavras-codigo;

Deteccao de d erros:

- Requer um codigo de distancia d+ 1;

Correcao de d erros:

- Requer um codigo de distancia 2d+ 1;



Verificacoes de paridade

Maneira simples de deteccao de erros;

Sequencia de bits:

- PAR: 0111001;- IMPAR: 0111000;

Receptor precisa apenas contar quantos 1s existe na palavra recebida;

Problema: erros de 2,4,6,... bits;

Podemos utilizar a paridade bidimensional;



Codigos CRC

Codigos de checagem de redundancia cclica (CRC)

Codigos de paridade de 1 bit nao sao adequados para erros em rajadas;

Codigos mais comuns de deteccao de erros na camada de enlace de dados:

- Codigos de checagem de redundancia cclica (CRC);- Adequados para detectar erros em rajadas;

O CRC adiciona L bits de checagem a cada quadro;

Codigos polinomiais;

O CRC e capaz de detectar:

- Erros em rajada de tamanho L;- Todos os padroes de erros de 1, 2 ou 3 bits;- Um numero aleatorio de erros com probabilidade 1 2L.



Funcionamento

Representacao polinomial

E util representar os quadros de bits como polinomios com coeficientes binarios:

ex: 1001 = 1x3 + 0x2 + 0x1 + 1x0 = x3 + 1.

Aritmetica modulo 2. Por exemplo:

Adicao: 0 + 0 = 1 + 1 = 0 ; 0 + 1 = 1 + 0 = 1;Subtracao = Adicao;Multiplicacao: 0 x 0 = 1 x 0 = 0 x 1 = 0 ; 1 x 1 = 1;



Funcionamento

Construcao do Codigo

Polinomio gerador G(x) de grau L;

Palavra a ser codificada e representado por M(x);

Formacao da palavra codigo:

Formar o produto xLM(x);Dividir xLM(x) por G(x), usando divisao polinomial modulo 2, onde R(x)denota o resto da divisao;Palavra codigo a transmitir: T (x) = xLM(x)R(x).



Funcionamento

Receptor

O receptor divide a mensagem recebida por G(x). Se o resto nao for zero, houvealgum erro.

Erros de transmissao: E(x);

[T (x) + E(x)] /G(x) E(x)/G(x)

Erro nao sera detectado somente se E(x) for divisvel por G(x).



Funcionamento

Exemplo



Caractersticas

Protecao do CRC

Protecao contra erros de 1 bit: G(x) com mais de um termo;

Protecao contra erros de 2 bits: G(x) nao divide xk + 1, para k ate o tamanhomaximo do quadro;

Protecao contra numero mpar de erros: G(x) contem fator x+ 1;

Com L bits de checagem, ate L erros em rajadas sao detectados.


MotivaoObjetivosIntroduoDeteco e Correo de Erros

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