Redes y Servicios. Módulo I. Fundamentos y modelos de red. Tema 2. Fundamentos. Parte B. Nivel de enlace

Transcripción

1 1 Redes y Servicios Módulo I. Fundamentos y modelos de red Tema 2. Fundamentos Parte B. Nivel de enlace

2 2 Introducción Dos funciones básicas del nivel de enlace: Motivación? Control de flujo Motivación?

3 Índice 3 Índice A. Fundamentos Detección de errores II. Corrección de errores B. Tipos de técnicas C. Ejemplo de aplicación Técnica ARQ (Automatic Retransmission request) Control de flujo A. Fundamentos B. Técnicas Protocolo de parada y espera Esquema de la ventana deslizante

4 4 Esquema de estudio Fundamentos (A) Detección de errores Corrección de errores Tipos de técnicas (B) Ejemplo de aplicación: Técnica ARQ Q( (C) ARQ discontinua (C.1) ARQ continua (C.2) Repetición selectiva Retroceder N

5 5 A) Fundamentos Motivación. Qué sucede? Perturbaciones en el canal real, errores Objetivo preliminar: detectar errores Cómo? Introduciendo redundancia

6 6 A) Fundamentos Cómo se introduce redundancia? Ejemplo de palabras código { } P = 00,01,10, es un conjunto de palabras código aceptadas como válidas

7 7 Y qué? A) Fundamentos Definiciones relacionadas e: número de bits erróneos d H: Distancia de Hamming = número mínimo de bits en que se diferencian dos palabras código válidas Ejemplo: la distancia de Hamming entre la palabra 00 y la palabra 01 es 1 P = 00,01,10,11 { }

8 8 A) Fundamentos Caso de estudio Supongamos el siguiente conjunto de palabras código: P = { 00,01,10,11} Imaginemos ahora que se envía la palabra código 01 pero, debido a un error, se recibe la palabra código 11. Ambas palabras son válidas, pertenecen al conjunto P. Es posible detectar el error?

9 9 A) Fundamentos Qué códigos de canal se pueden utilizar para intentar detectar errores en el nivel de enlace? Para poder detectar e errores es necesario que: d H e + 1 Ejemplo: Supongamos que queremos diseñar un código que sea capaz de detectar la ocurrencia de 1 bit erróneo: e = 1 d H 1+1

10 10 A) Fundamentos d H 1+1= 2 Construimos un conjunto de palabras que se diferencien en 2 bits: diferencien en 2 bits: P = { 000, 110, 101, 011 } Ejemplo: Se emite Se recibe Detecto que ha habido un error por qué?

11 11 A) Fundamentos Qué códigos de canal se pueden utilizar para intentar corregir errores en el nivel de enlace? Para poder corregir e errores es necesario que: d H 2e +1 Ejemplo: Supongamos que queremos diseñar un código que sea capaz de corregir la ocurrencia de 1 bit erróneo: e = 1 d H 2 1+1

12 12 A) Fundamentos d H 2 1+1= 3 Construimos un conjunto de palabras que se diferencien i en 3 bits: P = 000,111 { } Ejemplo: Se emite Se recibe Detecto que ha habido 1 error por qué? Detecto que ha habido 1 error por qué? Además, soy capaz de corregir el error. Cómo?

13 13 B) Tipos de Técnicas Basado en los fundamentos previos, existen básicamente 2 tipos de técnicas para controlar errores a nivel de enlace: hacia delante La trama contiene información suficiente para determinar dónde se produjo el error El propio equipo puede corregir el error Necesita una mayor cantidad de bits de control hacia atrás Sólo es posible detectar que la trama es errónea Requiere algún esquema de control de retransmisión

14 14 B) Tipos de Técnicas Si sólo se pueden detectar errores pero no pueden ser corregidos: Opciones: Desechar la trama sin informar del error (en transmisión no orientada a conexión). Informar al transmisor del error (en transmisión orientada a conexión): Se necesitan procedimientos que aseguren la entrega correcta El receptor debe informar de los errores, y solicitar una nueva copia

15 15 C) Ejemplo: Método ARQ Método ARQ: El receptor: Espera a recibir una trama Cuando la recibe, busca errores Envía (al emisor) un mensaje de reconocimiento (ACK) indicando si la trama ha sido correcta o incorrecta El emisor: Si error, entonces: retransmisión de una copia de la trama errónea Si OK, entonces: continúa transmitiendo

16 16 C) Técnica ARQ Terminología P: Primario (transmisor) S: Secundario (receptor) Tipos de ARQ ARQ discontinua (o inactiva ) Basta enlace semi-dúplex ARQ continua Requiere enlaces dúplex Técnicas Repetición selectiva Retroceder N

17 17 C.1) ARQ discontinua El primario transmite y espera a recibir contestación del secundario Cuánto tiempo? Consideraciones importantes: Con cada trama se inicia i i un temporizador. Si no se recibe confirmación (ACK) en el tiempo establecido, se retransmite la trama Si: el secundario recibe una trama errónea, o el primario i recibe una confirmación ió errónea, se transmite la trama pendiente de nuevo Si el secundario recibe una trama duplicada, se desecha (necesario numeración tramas)

18 18 C.1) ARQ discontinua Ejemplo para ilustrar el funcionamiento básico

19 19 C.2) ARQ Continua Motivación ARQ discontinua: aprovechamiento ineficiente del enlace ARQ continua: Transmisión continua e ininterrumpida de tramas Consigue un aprovechamiento más eficiente de los recursos del enlace pero, a cambio, precisa: Mayor capacidad de almacenamiento Enlaces dúplex

20 20 C.2) ARQ Continua Cómo funciona? Envío continuo, sin esperar confirmaciones Cada trama tiene un identificador único El secundario envía ACK con el identificador de la trama, indicando si es correcta o no El primario guarda una copia de cada trama transmitida. Será eliminada una vez recibido el ACK positivo correspondiente

21 21 C.2) ARQ Continua

22 22 C.2) ARQ Continua Qué pasa cuando ocurre un error? Si ocurre un error existen dos esquemas o técnicas: Repetición Selectiva: El receptor pide la retransmisión SOLO de aquellas tramas que se han detectado como erróneas. Retroceder N: El receptor pide la retransmisión de TODAS las tramas a partir de la última que se recibió correctamente.

23 23 C.2) ARQ Continua Comparación: La técnica retroceder N es menos eficiente en el uso de los recursos de la red La razón es que se retransmiten tramas correctas más de una vez La técnica de repetición selectiva utiliza la red de forma más eficiente: Sólo se re-envía la trama errónea A cambio, requiere almacenamiento temporal en el secundario

24 Índice 24 Índice (parte I) A. Fundamentos Detección de errores II. Corrección de errores B. Tipos de técnicas C. Ejemplo de aplicación Técnica ARQ (Automatic Retransmission request) Control de flujo (parte II) A. Fundamentos B. Técnicas Protocolo de parada y espera Esquema de la ventana deslizante

25 Control de flujo 25 II. Control de flujo A) Fundamentos Motivación? Objetivo: Función del nivel de enlace cuyo OBJETIVO es asegurar que el receptor tenga suficientes recursos para almacenar y procesar las tramas que va recibiendo Trata de controlar la velocidad del flujode datos Ejemplos de técnicas de control de flujo j p j Protocolo de parada y espera Ventana deslizante

26 Control de flujo 26 II. Control de flujo B) Técnicas: stop & wait Algoritmo de parada y espera (stop & wait): Parada y espera: El emisor no transmite ninguna trama hasta que el receptor se lo autorice mediante la generación de una trama especial de confirmación (que le informa acerca de cómo ha sido la recepción de la trama previa) Reanudación del envío de tramas

27 Control de flujo 27 II. Control de flujo B) Técnicas: Ventana deslizante W

28 Control de flujo 28 II. Control de flujo B) Técnicas: Ventana deslizante Resumen del funcionamiento básico: Cada vez que se recibe una trama: se incrementa en borde superior (UWE). Cada vez que se confirma una trama: se incrementa el borde inferior (LWE). Si la anchura de la ventana, (UWE-LWE)=W, alcanza un cierto valor especificado, entonces se interrumpe la transmisión de nuevas tramas.