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1 Redes de Computadores Redes de Computadores Nível de Enlace Redes de Computadores 2 1

2 Modelo OSI O que os protocolos fazem? controle de erros: canais mais confiáveis - retransmissão reseqüenciamento: reordenar mensagens fora de ordem controle de fluxo: evita inundar receptor mais lento controle de congestionamento: evita inundar rede mais lenta fragmentação: dividir mensagens em pedaços menores para adaptar a camada de protocolo inferior multiplexação: combinar várias sessões de comunicação em um canal compressão de dados translação de formatos entre fonte e destino resolução de endereços roteamento de pacotes... Redes de Computadores 3 Modelo OSI Organização em camadas Redes de Computadores 4 2

3 Comparação das Arquiteturas OSI e Internet Redes de Computadores 5 Modelo OSI Nível de Enlace Principais Características Delimitação de Quadros Controle de Erros Controle de Fluxo Serviços oferecidos Controle de Acesso Redes de Computadores 6 3

4 Nível de Enlace Delimitação de Quadro Contagem de caracteres cabeçalho contém tamanho dos dados Caracteres delimitadores caracter especial para início / fim de quadro Transparência? - caracter especial dentro dos dados? Usa outro caracter especial precedendo o delimitador para indicar que é caracter de dado >>> técnica de stuffing Seqüência de bits delimitadores ex.: (HDLC) mesmo problema de transparência inserção de 0 s ( bit-stuffing ) no envio: a cada 5 bits 1: insere 0 na recepção: contrário Violação de código uso de sinal no nível físico diferente de sinais usados para codificar bit s Redes de Computadores 7 Nível de Enlace Controle de erros garantia de confiabilidade através de retransmissão destinatário manda quadro de reconhecimento originador repete quadros não confirmados Procedimentos algoritmo de bit alternado ineficiência: espera com canal não utilizado Quadro 0 Quadro 1 Quadro 0 ACK 0 ACK 1 ACK 0 Redes de Computadores 8 4

5 Nível de Enlace Procedimentos Protocolos com Janela janela de transmissão: número de quadros transmitidos sem que haja confirmação retransmissão integral e seletiva Q 7 Q 10 Redes de Computadores 9 Q 6 Q 0 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 Q 5 Q 6 Q 7 Q 8 Q 3 Q 4 Q 5 Q 9 A 0 A 1 A 2 A 3 A 8 Nível de Enlace Controle de Fluxo Adiciona janela de recepção Uso de quadros receive ready e receive not-ready que avisam ao transmissor quando parar ou retomar a transmissão Redes de Computadores 10 5

6 Nível de Enlace Serviços oferecidos sem conexão, sem reconhecimento redes com baixa taxa de erros no nível físico demora na transmissão pior do que perda (ex.: voz, vídeo) sem conexão, com reconhecimento pouco volume - de maneira confiável tempo para abrir/fechar conexão não vale a pena problema: nível de rede pode receber várias cópias (descarte) com conexão, e reconhecimento: volumes maiores de maneira confiável, cópia única Redes de Computadores 11 Nível de Enlace Controle de Acesso duas máquinas ligadas ao meio de transmissão: caso simples várias máquinas ligadas ao meio de transmissão: disciplina? Centralizado: polling Distribuído: estações logicamente iguais todas controlam acesso ao meio físico Diferentes meios: diferentes formas de controle de acesso Uso da arquitetura IEEE 802: camada LLC: serviço uniforme de enlace independente do meio camada MAC: características dependentes do meio Redes de Computadores 12 6

7 Aplicabilidade do Modelo OSI em Redes Locais - Padrão IEEE 802 Enlace LLC MAC Físico IEEE 802.1: documento descrevendo relacionamento entre os diversos padrões IEEE 802 LLC - Logical Link Control - fornece pontos de acesso a serviço aos usuários de rede MAC - Medium Access Control Monta dados a serem transmitidos (endereçamento,detecção de erros) Desmonta os quadros efetuando reconhecimento de endereço e detecção de erros Gerencia comunicação no enlace Redes de Computadores 13 Nível de Enlace: protocolos de acesso ao meio Baseados em Contenção Acesso Ordenado sem Contenção Protocolos de acesso em redes óticas Protocolos de acesso com prioridades Redes de Computadores 14 7

8 Nível de Enlace: protocolos de acesso ao meio baseados em contenção ALOHA Sloted ALOHA CSMA p e np-csma CSMA-CD CSMA/CA M-CSMA ReC-Ring Redes de Computadores 15 Nível de Enlace: protocolos de acesso ao meio ALOHA 1 canal de freqüência para computador central 1 canal de freqüência para terminais 1 a N computador central confirma mensagens falta de confirmação indica problema: terminal re-envia dentro de tempo aleatório limitado Sloted ALOHA: tempo dividido em slots terminais transmitem no início de slots de tempo configurar pacotes de transmissão para serem menores que slots Redes de Computadores 16 8

9 Nível de Enlace: protocolos de acesso ao meio CSMA (P e NP) colisão detectada por não recebimento de confirmação ouve o meio: se livre >> transmite se ocupado: np-csma: espera tempo aleatório - volta a ouvir (tempo desperdiçado) p-csma: escuta até final da transmissão e então transmite com probabilidade P (aumentando valor de P diminui-se o tempo desperdiçado, mas aumenta-se a taxa de colisões) Redes de Computadores 17 Nível de Enlace: protocolos de acesso ao meio CSMA / CD ineficiência das anteriores: transmissão de quadro inteiro mesmo que colisão aconteça colisão detectada escutando o meio durante a transmissão CD : Collision Detect ao transmitir, estações escutam o meio: se colisão: aborta transmissão, espera um período de tempo tenta novamente CSMA / CA permite eqüidade de acesso após uma transmissão, alocam-se períodos de tempo onde cada estação pode transmitir sem perigo de colisão permite cálculo de tempo máximo de resposta: determinismo Redes de Computadores 18 9

10 Nível de Enlace: protocolos de acesso ao meio com acesso ordenado - sem contenção Polling Slot Inserção de retardo Passagem de permissão em barra em anel: simple-packet simple-token multiple-token Redes de Computadores 19 Nível de Enlace: protocolos de acesso ao meio Slot: para topologia em anel o meio sempre tem slots (cheios ou vazios) circulando estação insere seus dados no slot e marca-o como cheio adaptar dados ao tamanho fixo dos slots Redes de Computadores 20 10

11 Nível de Enlace: protocolos de acesso ao meio Passagem de permissão em barra anel lógico (ou virtual) quando estação transmite, passa permissão para a próxima próxima transmite ou passa permissão adiante overhead: administração do anel virtual iniciação adição de nodos vantagem: retardo máximo de transferência >>> uso em aplicações de tempo real: automação industrial (arquitetura MAP: Manufacturing Automation Protocol) Redes de Computadores 21 Nível de Enlace: protocolos de acesso ao meio Passagem de permissão em anel (Token-Ring) simple-packet pacote de permissão livre trafega circularmente estação transmissora: recebe permissão marca como ocupado fornece endereço destino concatena os dados receptora: copia dados para si deixa pacote passar trasnmissora: retira pacote emite pacote com permissão livre Redes de Computadores 22 11

12 Nível de Enlace: protocolos de acesso ao meio single-token (pequena variação de single-packet) token livre é inserido enquanto transmissora retira pacote do meio multiple-token token livre é inserido logo após a transmissão de um pacote Redes de Computadores 23 Nível de Enlace: protocolos de acesso ao meio - protocolos com reserva IFFO CRMA CRMA-II DQDB Redes de Computadores 24 12

13 Nível de Enlace: protocolos de acesso ao meio - protocolos de acesso em redes óticas Slotted - Aloha / PA TDM-C ATMRAC Pipeline Redes de Computadores 25 Nível de Enlace: protocolos de acesso ao meio e padrões IEEE 802 IEEE CSMA/CD (Ethernet) 10BASE5 10BASE2 10BROAD36 10BASET 10BASEF 1000BASE T - Fast Ethernet IEEE Token Bus IEEE Token Ring FDDI ~~ IEEE IEEE DQDB IEEE Wireless Networks Redes de Computadores 26 13

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