Cap. 05 – Camada de Enlace - Faculdade de Computação faina/BCC_Crs/GBC066-2014-2S/DL/... · 5 Camada…

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  • Lus F. Faina - 2013 Pg. 1/113

    Cap. 05 Camada de Enlace

    5.1 Introduo e Servios

    5.2 Deteco e Correo de Erros

    5.2.1 Verificao por Paridade

    5.2.2 Mtodo de Soma Verificao

    5.2.3 Verificao de Redundncia Cclica (CRC)

    5.3 Protocolos de Acesso Mltiplo

    5.3.1 Protocolos de Diviso de Canal

    5.3.2 Protocolos de Acesso Aleatrio

    5.3.3 Protocolos de Revezamento

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    Cap. 05 Camada de Enlace

    5.4 Endereamento da Camada de Enlace5.4.1 - Endereo MAC

    5.4.2 - Address Resolution Protocol ARP

    5.5 IEEE 802.3 ou Ethernet

    5.5.1 - Estrutura do Quadro Ethernet

    5.5.2 Protocolo de Acesso Mltiplo CSMA/CD

    5.5.3 Tecnologias Ethernet

    5.6 Comutadores da Camada de Enlace

    5.6.1 ...

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    Cap. 05 Camada de Enlace

    5.6 Comutadores da Camada de Enlace5.6.1 Repasse e Filtragem

    5.6.2. - Aprendizagem Automtica

    5.6.3 Propriedades do Switch

    5.6.4 Switch vs Roteador

    5.7 Protocolo P2P

    5.7.1 P2P: Quadro de Dados

    5.7.2 P2P: Byte Stuffing

    5.8 Virtualizao de Enlace - MPLS

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    Referncias Bibliogrficas

    James F. Kurose; Keith W. Ross Redes de Computadores ea Internet: Uma Abordagem Top-Down Pearson So Paulo; 5a Edio; 2010; ISBN: 978-85-88639-97-3.

    Lectures dos autores James F. Kurose; Keith W. Ross (www.pearsonhigherd.com/kurose-ross/)

    Notas de Aula do Prof. Maurcio Magalhes e Eleri Cardozo da Faculdade de Engenharia Eltrica e de Computao (FEEC) da UNICAMP www.dca.feec.unicamp.br/ [~mauricio/~eleri].

    http://www.pearsonhigherd.com/kurose-ross/http://www.dca.feec.unicamp.br/

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    5 Camada de Enlace

    Objetivos e Motivaes

    Entender os princpios dos servios da camada de enlace: deteco e correo de erro;

    canal de broadcast e canal ponto-a-ponto;

    endereamento da camada de enlace;

    transferncia de dados confivel bem como o controle de fluxo.

    Instanciao de vrias tecnologias da camada de enlace;

    Implementao de vrias tecnologias da camada de enlace.

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    5 Camada de Enlace 5.1 Introduo e Servios

    5.1 - Introduo e Servios

    hosts e roteadores sero tratados de ns, pois no ir fazer diferena se a origem um host ou roteador;

    enlace - canal de comunicao que se conecta ao n adjacente pelo caminho de comunicao; enlaces cabeados; enlaces wireless; LANs

    protocolo da camada de enlace - usado para transportar um quadro de dados de um n ao n adjacente por um enlace.

    frame - unidade de dados trocada pelo protocolo de camada de enlace e que encapsula um pacote de camada de rede.

    Obs.: um datagrama pode ser transportado por diferentes protocolos de enlace nos diferentes enlaces do caminho !

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    5 Camada de Enlace 5.1 Introduo e Servios

    5.1 - Introduo e Servios

    embora o servio bsico seja o transporte de um datagrama de um n at um n adjacente por um nico enlace de comunicao, servios podem variar de protocolo para protocolo;

    Servios normalmente oferecidos pela camada de enlace: enquadramento de dados;

    acesso ao enlace;

    entrega confivel;

    controle de fluxo;

    deteco de erros; correo de erros;

    alf-duplex ou full-duplex

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    5 Camada de Enlace 5.1 Introduo e Servios

    5.1 - Introduo e Servios

    enquadramento, acesso ao enlace: encapsula datagrama no quadro, incluindo cabealho, trailer.

    acesso ao canal (meio fsco) de meio compartilhado; endereos MAC usados nos cabealhos de quadro para identificar a

    origem e destino: diferente do endereo IP!

    entrega confivel entre ns adjacentes raramente usado em enlace com pouco erro de bit como p.ex., fibra tica,

    alguns pares tranados, etc.

    enlaces sem fio (altas taxas de erro) - sugere o servio confivel de entre- ga de dados em vez de forar a retransmisso na camada de transp.

    por que confiabilidade em nvel de enlace e fim a fim?

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    5 Camada de Enlace 5.1 Introduo e Servios

    5.1 - Introduo e Servios

    controle de fluxo: controle entre ns de emisso e recepo adjacentes para evitar que um

    lado do enlace congestione o n receptor do outro lado do enlace.

    deteco de erro: erros causados por atenuao de sinal e por rudo;

    receptor detecta presena de erros e, assim, pode pedir ao remetente para retransmitir, seno dever descartar o quadro;

    embora seja tambm contemplada nas camadas de transporte e de rede, deteco de erros na camada de enlace so geralmente mais sofisticadas e implementadas em hardware (rpidas e mais eficientes).

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    5 Camada de Enlace 5.1 Introduo e Servios

    5.1 - Introduo e Servios

    correo de erro: semelhante a deteco, exceto que um receptor no somente detecta

    quando ocorrerem erros, mas tambm determina exatamente em que lugar do quadro os erros ocorreram e, ento, os corrige;

    receptor identifica e corrige erro(s) de bit sem lanar mo da retrans- misso, tornando o processo mais eficiente.

    half-duplex e full-duplex: ns em ambos os lados do enlace podem transmitir ao mesmo tempo no

    modo full-duplex, enquanto que no modo half-duplex apenas um dos ns transmite e recebe pacotes ao mesmo tempo.

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    5 Camada de Enlace 5.1 Introduo e Servios

    5.1 - Introduo e Servios

    camada de enlace - implementada no adaptador ou na placa de interface de rede (NIC - Network Interface Card): Placa Ethernet; Placa PCMCIA (PC Card); Placa 802.11.

    normalmente implementa Camada de Enlace e Fsica.

    responsvel pela conexo ao barramento de sistema do host;

    combinao de hardware, software e firmware.

    contro-lador

    fsicatransmisso

    cpu memria

    aplicaotransporte

    redeenlace

    enlacefsica

  • Lus F. Faina - 2013 Pg. 12/113

    5 Camada de Enlace 5.1 Introduo e Servios

    5.1 - Introduo e Servios

    lado emissor - encapsula datagrama no quadro inclui bits de verificao de erro, transf. confivel, controle de fluxo, etc.

    lado receptor - extrai datagrama e passa camada superior procura erros, transf. confivel, controle de fluxo, etc.

    contro-lador

    contro-lador

    hosp. de origem hosp. de destinodatagrama

    quadro

    datagrama datagrama

  • Lus F. Faina - 2013 Pg. 13/113

    5 Camada de Enlace 5.2 Deteco e Correo de Erros

    5.2 Deteco e Correo de Erros

    EDC Error Detection and Correction - bits de deteco e correo de erros (contemplam bits de redundncia);

    D bits de dados esto protegidos por verificao de erro, podendo ou no incluir campos de cabealho da mensagem.

  • Lus F. Faina - 2013 Pg. 14/113

    5 Camada de Enlace 5.2 Deteco e Correo de Erros

    5.2 Deteco e Correo de Erros

    Deteco de erro no 100% confivel ! protocolo pode perder alguns erros, embora raramente ocorra;

    maior campo EDC gera melhor deteco e correo => maior overhead.

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    5 Camada de Enlace 5.2 Deteco e Correo de Erros

    5.2.1 Verificao por Paridade

    Cdigos de Deteco por Paridade: paridade par - inclui bit adicional de modo que o nro total de 1s nos

    bits d+1 (informao original + paridade) seja igual a par;

    paridade impar - inclui bit adicional de modo que o nro total de 1s nos bits d+1 (informao original + paridade) seja igual a mpar;

    paridade de um nico bit ou paridade bidimensional.

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    5 Camada de Enlace 5.2 Deteco e Correo de Erros

    5.2.1 Verificao por Paridade

    Cdigos de Deteco por Paridade: paridade bidimensional - d bits de dados so divididos em i filas e j

    colunas e na sequncia o bit de paridade calculado para fila e coluna;

    i+j bits de paridade resultantes compreendem os bits de deteco de erros do quadro da camada de enlace.

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    5 Camada de Enlace 5.2 Deteco e Correo de Erros

    5.2.2 Soma Verificao

    soma verificao - d bits de dados so tratados como uma sequncia de nmeros inteiros de k bits;

    utilizada para detectar erros, p.ex., bits invertidos, no pacote transmitido (Camada Transporte da Arq. TCP/IP)

    emissor trata contedo do segmento como sequncia de inteiros de 16 bits;

    soma de verificao = soma no complemento de 1 do contedo do seg.;

    colocar soma de verificao no campo de soma de verificao UDP.

    receptor calcula soma verificao do segmento recebido;

    verifica se soma verificao calculada igual ao valor recebido: NO => erro detectado; SIM => nenhum erro detectado, mas pode haver erros.

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    5 Camada de Enlace 5.2 Deteco e Correo de Erros

    5.2.2 Soma Verificao

    soma verificao - calcula os complementos de 1 da soma dos dados recebidos (inclusive a soma verificao) e verifica se o resultado contm somente bits 1;

    se qualquer um dos bits 0 => erro !!

    Soma Verificao na Arq. TCP/IP: Protocolo UDP calcula-se a soma verificao sobre todos os campos,

    incluindo os campos de cabealho e dados;

    Protocolo IP calcula-se a soma verificao somente sobre o cabealho, ou seja, o campo de dados no considerado.

  • Lus F. Faina - 2013 Pg. 19/113

    5 Camada de Enlace 5.2 Deteco e Correo de Erros

    5.2.3 Cdigo de Redundncia Cclica

    Cdigo de Redundncia Cclica (CRC) dado um padro de bits formados por r+1 bits denominado Polinmio Gerador