Redes de Computadores. Prof. André Y. Kusumoto

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1 Redes de Computadores Prof. André Y. Kusumoto

2 Nível de Enlace A comunicação entre dois equipamentos geograficamente separados envolve uma infraestrutura física de comunicação que é formada pela interligação, ponto-a-ponto, de vários pontos intermediários Enlace (link) Pode existir um número variado de enlaces (entre origem e destino), cada um com um diferente tipo de tecnologia de interconexão Ex. Viagem SP-Paris ( transporte multimodal ) Composto por um meio físico par trançado, fibra óptica ou o próprio ar Pode ser dedicado (ponto-a-ponto) ou compartilhado (broadcast) Objetivo principal fornecer uma comunicação eficiente e confiável entre dois pontos adjacentes 2/8

3 Técnicas para Detecção de Erros CRC (Cyclic Redundancy Checking) O CRC, ou método de detecção polinomial, é um processo de checagem de erros mais sofisticado e utilizado que o método da paridade combinada. Na transmissão, os dados a serem transmitidos são transformados em um polinômio D(x), em função dos 0 s e 1 s. O polinômio D(x) é multiplicado pelo termo de maior grau de um polinômio gerador G(x). O resultado desta multiplicação será um novo polinômio D (x) que será dividido pelo polinômio gerador G(x). O resto desta divisão R(x) será enviado ao término da transmissão de D(x) (pode ser chamado de BCC, FCS, etc). Na recepção, os dados recebidos serão divididos pelo mesmo polinômio gerador G(x). Se o resto desta divisão for igual a zero, significa que ao houve erros na transmissão; caso contrário, foi detectado erro na transmissão, sendo necessária a retransmissão da informação enviada anteriormente. As divisões polinomiais são realizadas desconsiderando a existência de sinal. 3/8

4 Exemplo: CRC - Cyclic Redundancy Checking Seja a sequência a ser transmitida utilizando o método polinomial com polinômio gerador G(x) = x 3 + x 2 + x, então: D(x) = 1.x x x x x x x x 0 = x 7 + x 5 + x 4 + x 3 + x + 1 Multiplicando D(x) pelo termo de maior grau G(x): x 7 + x 5 + x 4 + x 3 + x + 1 x 3 X 10 + x 8 + x 7 + x 6 + x 4 + x 3 D (x) 4/8

5 Dividindo D (x) por G(x): CRC - Cyclic Redundancy Checking x 10 + x 8 + x 7 + x 6 + x 4 + x 3 x 3 + x 2 + x x 10 + x 9 + x 8 x 7 + x 6 + x 5 + x 4 + x x 9 + x 7 + x 6 x 9 + x 8 + x 7 x 8 + x 6 + x 4 x 8 + x 7 + x 6 x 7 + x 4 + x 3 x 7 + x 6 + x 5 x 6 + x 5 + x 4 + x 3 x 6 + x 5 + x 4 x 3 x 3 + x 2 + x x 2 + x R(x) 5/8

6 CRC - Cyclic Redundancy Checking R(x) = x 2 + x = 110 (1.x x x 0 ) R(x) será enviado ao final da sequência D(x), ou seja: T(x) = D(x) R(x) T(x) = Na recepção, a sequência recebida será dividida pelo mesmo G(x): Dados recebidos: 1.x x x x x x x x x x x 0 = x 10 + x 8 + x 7 + x 6 + x 4 + x 3 + x 2 + x 1 6/8

7 CRC - Cyclic Redundancy Checking x 10 + x 8 + x 7 + x 6 + x 4 + x 3 + x 2 + x x 3 + x 2 + x x 10 + x 9 + x 8 x 7 + x 6 + x 5 + x 4 + x x 9 + x 7 + x 6 x 9 + x 8 + x 7 x 8 + x 6 + x 4 x 8 + x 7 + x 6 x 7 + x 4 + x 3 x 7 + x 6 + x 5 x 6 + x 5 + x 4 + x 3 x 6 + x 5 + x 4 x 3 + x 2 + x x 3 + x 2 + x Resto = 0, indicando que não houve erros na transmissão. Se o resto fosse diferente de zero, haveria necessidade de se retransmitir toda a sequência enviada pelo transmissor. 0 7/8

8 CRC - Cyclic Redundancy Checking Os polinômios geradores padronizados, em sistemas síncronos, são apresentados na tabela abaixo. Padrão Polinômio Gerador CRC-12 x 12 + x 11 + x 3 + x 2 + x + 1 CRC-16 x 16 +x 15 +x 2 +1 CRC-32 X 32 +x 26 +x 23 +x 22 +x 16 +x 12 +x 11 +x 10 +x 8 +x 7 +x 5 +x 4 +x 2 +x 8/8

9 Exemplo: CRC - Cyclic Redundancy Checking Seja a sequência a ser transmitida utilizando o CRC com polinômio gerador G(x) = x 4 + x + 1, então: 1. Acrescenta-se à sequência original, a quantidade de zeros equivalentes ao elemento de maior grau de G(x) Dividir a sequência pelo polinômio gerador G(x), recorrendo a operação. Resto da divisão 9/8

10 Exemplo: CRC - Cyclic Redundancy Checking Seja a sequência a ser transmitida utilizando o CRC com polinômio gerador G(x) = x 4 + x + 1, então: 3. O resto da divisão é inserido à sequência original /8

11 Técnicas para detecção e/ou correção Inserir junto aos dados uma informação que possibilite identificar qual bit está errado e corrigi-lo Código de Hamming Permite não apenas detectar erro de um bit, mas também a localização do bit errado. Codificação: 1. Considere uma palavra de 8 bits: (inverter) 2. A esse dado de 8 bits vamos acrescentar 4 bits adicionais nas posições 2^x, formando o código de Hamming de 12 bits 3. Selecione as posições que contém o bit 1, neste caso: 3 (0011), 6 (0110), 7 (0111) e 12 (1100). 4. Aplicação do OR Exclusivo () 5. Inserção dos valores obtidos nas posições dos bits de paridade: 11/8

12 Técnicas para detecção e/ou correção Passo/ Pos * inverter * X X X X 3 X X 1 X x Recepção SEM ERROS Transmissão: Recepção: Posição 2^x /8

13 Decodificação: Transmissão: Recepção: Técnicas para detecção e/ou correção 1. Selecione as posições que contém o bit 1, neste caso: 2 (0010), 3 (0011), 4 (0100), 6 (0110), 7 (0111), 8 (1000) e 12 (1100). 4. Aplicação do OR Exclusivo () 5. Resultado deve ser ZERO. Pos /8

14 Técnicas para detecção e/ou correção Recepção COM ERROS Transmissão: Recepção: Pos Depois de identificado a posição, é realizada a correção: Corrigido: /8

15 Controle de fluxo Mecanismo de realimentação que informa continuamente a um emissor de dados a capacidade de recepção do destino. Objetivo é evitar a perda de dados no destino pela falta de buffers de recepção para armazenar e tratar os dados na taxa em que eles estão sendo transmitidos Protocolo stop-and-wait O emissor só pode enviar o quadro i após ter recebido, por parte do destino, a confirmação da recepção correta do quadro anterior (i-1). Desvantagem: subutilização da capacidade de transmissão do meio. Ex. Full Duplex funcionaria de modo alternado. Uma solução é permitir que a origem envie mais de um quadro sem esperar pela confirmação. A ACK ACK 1 2 B 15/8

16 Controle de Erros Os erros nas transmissões podem ser detectados através das técnicas discutidas anteriormente, como o CRC Após a detecção do erro há a necessidade da correção A técnica usualmente empregada na retransmissão do pacote danificado, é conhecido como ARQ (Automatic Repeat Request). Protocolo Stop-and-Wait ARQ Semelhante ao esquema adotado no controle de fluxo Neste caso, se usa um temporizador no emissor, se após algum tempo não for recebido a confirmação de recebimento (ACK), o emissor volta a enviar o quadro. Ainda existe a possibilidade do ACK não chegar ao emissor, neste caso o quadro é enviado novamente, que é aceito pelo receptor como se fosse um quadro novo. 16/8

17 Referências GALLO, M. A.; HANCOCK, W. M. Comunicação entre computadores e tecnologias de rede. Thomson, ALVES, L. Comunicação de dados. Makron Books, McGraw-Hill, SILVEIRA, J. L. Comunicação de dados e sistemas de teleprocessamento. MAKRON, McGraw-Hill, /12 17/8