Modelo de Referência OSI Camada de Enlace de Dados

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  • Modelo de Referncia OSI Camada de Enlace de Dados
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  • Funes da Camada de Enlace de Dados Detectar e opcionalmente corrigir erros que por ventura ocorram no nvel fsico; O nvel de enlace vai assim converter um canal de transmisso no confivel em um canal confivel para o uso do nvel de rede; Partio da cadeia de bits a serem enviados no nvel fsico em quadros (frames), criando formas de reconhecer os limites do quadro. Cada quadro conter alguma forma de redundncia para deteco de erros.
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  • Funes da Camada de Enlace de Dados Controle de acesso ao meio em redes de difuso; Definio de mecanismos de controle de fluxo; Definio de mecanismos de controle de fluxo; O transmissor saber o espao disponvel no buffer do receptor, evitando a transmisso de dados que o receptor no possa processar. O transmissor saber o espao disponvel no buffer do receptor, evitando a transmisso de dados que o receptor no possa processar.
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  • Tarefas Camada de Enlace de Dados Enquadramento (framing) O fluxo de bits dividido em quadros, sendo calculado um checksum (digito/cdigo de verificao ).
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  • Tarefas Camada de Enlace de Dados DELIMITAO DE QUADROS Contagem de Caracteres: um campo do cabealho usado para determinar nmero de caracteres do quadro problema: erros na transmisso (no campo com o nmero de caracteres)
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  • Tarefas Camada de Enlace de Dados DETECO E CORREO DE ERROS Erros isolados: 1 bit em um quadro; Erros em rajada: todo o quadro ou mais de um quadro deturpado;
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  • Tarefas Camada de Enlace de Dados DETECO E CORREO DE ERROS Deteco de erro: a partir do quadro recebido conclui-se que houve erro na transmisso e solicita- se reenvio; Correo de erro: o quadro contm informaes redundantes de forma a permitir a identificao de qual bit contm erro. No necessita reenvio.
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  • DETECO DE ERROS
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  • Tarefas Camada de Enlace de Dados DETECO E CORREO DE ERROS Palavra de cdigo: mensagem contendo m bits de dados e r bits redundantes => tamanho total n=m+r Distncia de Hamming: nmero de posies de bits em que duas palavras de cdigo diferem => indica o nmero de erros que podem ocorrer ( inverso de bits ) para tornar uma palavra de cdigo em outra vlida.
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  • Tarefas Camada de Enlace de Dados DETECO E CORREO DE ERROS Deteco de d erros: possvel caso a distncia de Hamming do conjunto seja igual a d+1. Ex: paridade. Distncia de Hamming = 2, logo permite a deteco de erros em um nico bit. 101010100 Xor 101010111 = 000000011, Invertendo 2 bits temos um dado vlido, logo a distncia de Hamming 2.
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  • Tarefas Camada de Enlace de Dados CORREO DE ERROS Correo de d erros: possvel caso a distncia de Hamming do conjunto seja igual a 2d+1
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  • Tarefas Camada de Enlace de Dados CORREO DE ERROS Supondo um cdigo com n=m+r bits, cada uma das 2 m mensagens vlidas tem n palavras de cdigo invlidas a uma distncia igual a 1 ( inverso de um nico bit ou erros simples) logo, para permitir reconhecimento do erro, cada mensagem vlida deve ter associado a ela ( n+1 ) sequncias de bits logo o limite terico : (n+1)* 2 m < ou = 2 n,ou ainda, m< ou = 2 r - r -1 ( logo, dado m posso saber r )
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  • Tarefas Camada de Enlace de Dados CORREO DE ERROS Tabela: mr 12 43 84 165 326
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  • Tarefas Camada de Enlace de Dados Mtodo de correo de erros por paridade bits da palavra de cdigo so numerados a partir da esquerda ( incio b1 ) todos os bits que so potncia de 2 ( 1,2,4,...) so considerados bits de verificao ( V ) os outros bits ( 3,5,6,7,9...) so preenchidos como bits de dados um bit de dados pode contribuir em diversos bits de verificao ( ex. b5 contribui no 1 e no 4 )
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  • Tarefas Camada de Enlace de Dados CORREO DE ERROS Ex. mensagem 1001000 ( m=7 ) V V 1 V 0 0 1 V 0 0 0 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b9 b10 b11 b1 = 0 ( b3 xor b5 xor b7 xor b9 xor b11 ) b2 = 0 ( b3 xor b6 xor b7 xor b10 xor b11 ) b4 = 1 ( b5 xor b6 xor b7 ) b8 = 0 ( b9 xor b10 xor b11 ) Logo o cdigo enviado seria: 00110010000
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  • Tarefas Camada de Enlace de Dados CORREO DE ERROS inicializa-se um contador em zero verifica-se a paridade de cada bit de verificao se a paridade no estiver correta soma-se o valor da posio do bit de verificao ao contador no final: contador em zero = transmisso OK, contador no zero = indica bit onde houve o erro
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  • Tarefas Camada de Enlace de Dados CORREO DE ERROS ABA xor B 110 101 011 000 Supondo um erro em um bit na transmisso 00110010001 em vez de 00110010000 -checagem: 00110010001 clculo dos bits de verificao: b1=1, b2=1, b4=1, b8=1 uma vez que b1, b2, b4 e b8 diferem, temos que o erro est no bit 11
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  • Tarefas Camada de Enlace de Dados CORREO DE ERROS Exemplo de matriz de gerao e decodificao por Hamming: A matriz de conferencia de paridade dada por: onde Im uma matriz identidade m x m e Qm,k uma submatriz que consiste em uma coluna k que de peso 2 ou mais (que tenha 2 ou mais nmeros 1 em cada coluna); A matriz de gerao dada por: onde Ik uma matriz identidade k x k e QTm,k a matriz transposta da submatriz que consiste de m colunas e k linhas.
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  • Tarefas Camada de Enlace de Dados CORREO DE ERROS
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  • Camada MAC (Medium Access Control) Protocolos Determinsticos de acesso ao meio: Protocolos Determinsticos de acesso ao meio: So aqueles com tempo de resposta determinvel. So aqueles com tempo de resposta determinvel. TDMA Time Division Multiple Access TDMA Time Division Multiple Access Protocolo centralizado mestre-escravo Protocolo centralizado mestre-escravo Protocolo distribudo Token-Passing Protocolo distribudo Token-Passing
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  • Camada MAC (Determinstico) TDMA TDMA
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  • Camada MAC (Determinstico) Mestre-escravo Mestre-escravo Somente uma estao detentora do direito de transmisso Somente uma estao detentora do direito de transmisso O tempo de acesso dos escravos limitado pela estao mestre O tempo de acesso dos escravos limitado pela estao mestre Dependente da estao central Dependente da estao central
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  • Camada MAC (Determinstico) Token-passing Token-passing
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  • Camada MAC (Medium Access Control) Protocolos No Determinsticos de acesso ao meio: Protocolos No Determinsticos de acesso ao meio: No possvel prever o tempo de resposta de uma estao. No possvel prever o tempo de resposta de uma estao. CSMA Persistente CSMA Persistente CSMA No persistente CSMA No persistente CSMA (Acesso mltiplo por deteco de portadora) CSMA (Acesso mltiplo por deteco de portadora)
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  • Camada MAC (No Determinstico) CSMA 1-persistente CSMA 1-persistente 1.Quando a estao est pronta para enviar um quadro de dados, ela escuta a linha de transmisso; 2.No caso do canal estar ocupado por alguma estao, ela escuta at que o meio esteja livre; 3.Quando estiver livre, envia o quadro; 4.O mtodo 1-persistente porque quando a linha estiver livre, 100% do quadro transmitido; 5.Aps a transmisso, a estao espera um aviso de reconhecimento do quadro;
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  • Camada MAC (No Determinstico) CSMA 1-persistente CSMA 1-persistente Se duas ou mais estaes estiverem a espera de uma oportunidade, pode ocorrer que ambas detectem o meio como livre, transmitindo seus dados simultaneamente; Se duas ou mais estaes estiverem a espera de uma oportunidade, pode ocorrer que ambas detectem o meio como livre, transmitindo seus dados simultaneamente; Esta condio conhecida por coliso; Esta condio conhecida por coliso; Na ocorrencia de coliso, a estao receptora no envia o quadro de reconhecimento; Na ocorrencia de coliso, a estao receptora no envia o quadro de reconhecimento; Desta forma a estao ir tentar novamente aps um determinado tempo. Desta forma a estao ir tentar novamente aps um determinado tempo.
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  • Camada MAC (No Determinstico) CSMA 1-persistente CSMA 1-persistente Altamente influenciado pelo tempo de propagao do meio; Altamente influenciado pelo tempo de propagao do meio; Se uma transmisso iniciou, mas ainda no puder se escutado em outras estaes, outras estaes podem considerar o meio livre, gerando colises Se uma transmisso iniciou, mas ainda no puder se escutado em outras estaes, outras estaes podem considerar o meio livre, gerando colises Quanto maior o tempo de propagao, pior o desempenho do protocolo; Quanto maior o tempo de propagao, pior o desempenho do protocolo;
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  • Camada MAC (No Determinstico) CSMA p-persistente CSMA p-persistente 1.Quando a estao deseja transmitir,ela escuta o canal para verificar a disponibilidade; 2.Se o canal estiver disponvel, a probabilidade da estao emitir o quadro igual a p; 3.A probabilidade de que espere o prximo intervalo de q = 1 p; 4.O processo continua at