CURSO DE TÉCNICO EN SEGURIDAD DE REDES Y SISTEMAS TEMA 4: PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN Y CONTROL DE ERRORES JOSÉ MARÍA TORRES CORRAL 03/03/2011

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1 CURSO DE TÉCNICO EN SEGURIDAD DE REDES Y SISTEMAS TEMA 4: PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN Y CONTROL DE ERRORES JOSÉ MARÍA TORRES CORRAL 03/03/2011 1

2 ESQUEMA PROTOCOLOS Definición de un protocolo. Funciones de un protocolo. Fases de la comunicación. Tipos de protocolo: Contienda Simple Acceso múltiple por detección de portadora o CSMA. Acceso múltiple por detección de portadora con detección de colisiones o CSMA/CD. Acceso múltiple por detección de portadora evitando colisiones o CSMA/CA. Multi acceso evitando colisiones o MACA. Llamada selectiva o polling. Paso de testigo o token passing. 03/03/2011 2

3 CONTROL DE ERRORES Quées? Métodos Paridad. De redundancia cíclica. Retransmisión de bloques erróneos. Parada y espera. Envío continuo. Recuperación ante fallos ESQUEMA 03/03/2011 3

4 Qúe es un protocolo? Es una convención o estándar que controla y/o permite la conexión, comunicación, y transferencia de datos entre un equipo emisor y otro receptor a través de una red. En su forma más simple, es un conjunto de reglas que dominan la sintaxis (conjunto de normas que gobiernan la asociación de variables de programación para formar las instrucciones), semántica (las reglas que determina el significado de los programas) y sincronización de la comunicación. Los protocolos pueden ser implementados por hardware, software, o una combinación de ambos. DEFINICIÓN 03/03/2011 4

5 Cuáles son sus funciones? DEFINICIÓN Sincronización de la comunicación (síncrona o asíncrona). Handshakingo proceso automatizado de negociación que establece de forma dinámica los parámetros de un canal de comunicaciones establecido entre dos entidades antes de que comience la comunicación normal por el canal. De ello se desprende la creación física del canal y precede a la transferencia de información normal. Control de errores. Recuperación de fallos, si existen errores. Coordinación de la comunicación, detectando el comienzo y el final de la transmisión de datos. Detección de la red subyacente (física o inalámbrica). Iniciar y finalizar la conexión mediante. Procedimientos en el formateo de un mensaje. Cómo detectar una pérdida inesperada de la conexión, y qué hacer entonces. Procedimientos en el formateo de un mensaje. 03/03/2011 5

6 FASES DE LA COMUNICACIÓN Todo proceso de comunicación puede dividirse en: FASES DE LA COMUNICACIÓN 1. Establecimiento de la comunicación. 2. Transferencia de la información junto la detección y corrección de errores. 3. Terminación. El establecimiento y la terminación dependen de la forma en que estén conectadas ambas máquinas: cables, dispositivos intermedios (concentradores, switchs, puentes )yelrestodeelementosqueformanlred. La transferencia está controlada por el protocolo utilizado. 03/03/2011 6

7 PROTOCOLOS DE CONTIENDA PROTOCOLOS DE CONTIENDA(a nivel de enlace) Son aquellos que están basados en que el primero que llega a la línea es que la ocupa para transmitir los datos. TIPOS Contienda Simple Acceso múltiple por detección de portadora o CSMA. Acceso múltiple por detección de portadora con detección de colisiones o CSMA/CD. Acceso múltiple por detección de portadora evitando colisiones o CSMA/CA. Multi acceso evitando colisiones o MACA. 03/03/2011 7

8 PROTOCOLOS DE CONTIENDA CONTIENDA SIMPLE Todas las máquinas comparten el mismo canal de transmisión de los datos. Las máquinas solo responden a los mensajes dirigidos a ellas. Dos estados: en espera o transmitiendo datos. Los mensajes se transforman en paquetes y se envían. Siunbloquedeunaestacióncoincideconeldeotra,sedestruyen. Cuando un equipo recibe un paquete, manda acuse de recibo. Si un equipo, pasado un tiempo marcado, no recibe acuse de recibo, reenvía el paquete Seusaenredesconcargasmuybajas. El fallo de una estación no afecta para nada el funcionamiento de la Red. Es fácil añadir nuevas estaciones pues lo único que hace falta es que ésta reconozca su dirección. 03/03/2011 8

9 PROTOCOLOS DE CONTIENDA CONTIENDA CON ACCESO SIMPLE POR DETECCIÓN DE PORTADORA (CSMA) Todas las máquinas comparten el mismo canal de transmisión de los datos. Las máquinas solo transmiten cuando el canal está libre, que se detecta mediante una señal en una frecuencia secundaria que indica si el canal está libre. 3 estados: en escucha, en espera o transmitiendo datos. Los mensajes se transforman en paquetes y se envían cuando la línea está libre. Se producen colisiones. Se usa en redes pequeñas y con carga baja o media y la red es pequeña. La máquina que transmite espera hasta que obtiene el acuse de recibo. 03/03/2011 9

10 PROTOCOLOS DE CONTIENDA CONTIENDA CON ACCESO MÚLTIPLE POR DETECCIÓN DE PORTADORA CON DETECCIÓN DE COLISIONES(CSMA/CD) Antes de comenzar la transmisión comprueba si se ha producido alguna colisión. Se reenvía el paquete tras un tiempo de espera aleatorio. Pararedesdelongitudmediaycargabajaomedia. 03/03/

11 PROTOCOLOS DE CONTIENDA CONTIENDA CON ACCESO MÚLTIPLE POR DETECCIÓN DE PORTADORA CON DETECCIÓN DE COLISIONES(CSMA/CA) Antes de comenzar la transmisión se verifica si la línea está libre. Solo si lo está envía el mensaje. La transmisión se realiza por turno, definiendo la prioridad de la estación y el ordenenquesehaindicadoquesedeseatransmitir. Pararedesconcargasdetrabajomediooaltoylongitudmedia. 03/03/

12 PROTOCOLO DE LLAMDA SELECTIVA CARACTERÍSTICAS (POLLING) Tiene que existir una máquina principal y varias secundarias. Cada estación dispone de un espacio de almacenamiento temporal para los bloques de datos a transmitir. La estación principal regula el tráfico de datos. Los bloques de datos pueden enviarse directamente o a través de la principal. Se pueden establecer niveles de prioridad. Seusaenredesdelongitudmediaycargamediadetrabajo. Formas envío: Pasando por la estación principal. Envío directo a estación receptora. 03/03/

13 PROTOCOLO DE PASO DE TESTIGO CARACTERÍSTICAS(TOKEN PASSING) Hace circular continuamente por la red un grupo de bits, que está formado por unacabecera,uncampodedatosyunacampofinal. La transmisión se produce cuando el testigo llega a la máquina emisora, añadiendolosdatos,ladireccióndeorigenydestinoyelcaminoaseguir. La estación recoge el testigo, lo analiza para comprobar si ha llegado con errores. No se producen colisiones. Pararedesdegranextensiónygrancargadetrabajo. 03/03/

14 Por cualquier motivo (ruido, atenuación diafonía ) el mensaje emitido puede no llegar correctamente al receptor. Para detectar los posibles errores producidos por el camino existen dos métodos para el control de los errores: Método de paridad Método de redundancia cíclica CONTROL DE RRORES La máquina receptora no corrige los datos erróneos sino que pide a la estación emisora los datos erróneos, esto se conoce como retransmisión de bloques erróneos. 03/03/

15 MÉTODO DE PARIDAD O GEOMÉTRICO Consiste en añadir un bit a cada una de las partes en las que se divide el mensaje. El valor de este bit (1 o 0) será tal que la parte más el bit tenga un número par de bits con valor uno (paridad par) o tenga un número impar de unos (impar). Se añade al final de cada parte y se conoce como bit de paridad vertical, bit de paridad transversal o comprobación de redundancia vertical. CONTROL DE RRORES De esta forma, la máquina receptora cuenta el número de bits y comprueba si el valor calculado coincide con la paridad utilizada, dando el visto bueno a la transmisión. Un problema de este método es que solo puede detectarse el error si se ha modificado un solo bit. Para evitar esto se puede añadir otro bit (paridad horizontal) que hará que la suma de unos de cada columna de bits corresponda con la paridad utilizada. 03/03/

16 MÉTODO DE PARIDAD O GEOMÉTRICO CONTROL DE RRORES 03/03/

17 MÉTODO DE REDUNDANCIA CÍCLICA O CRC La estación emisora agrega al final de cada bloque de datos una información calculada de acuerdo a una forma polifónica cuyas variables son los ceros y unos (se divide el valor binario numérico total por un valor constante definido por el protocolo.sedesechaelcociente.loqueseañadeeselresto. CONTROL DE RRORES La estación destino realiza el mismo cálculo. Si ambos resultados son iguales, la transmisión es correcta. Si difiere, se solicita a la emisora que repita el proceso. Este método recibe el nombre de código de redundancia cíclico y a los valores añadidos de les llama carácter de comprobación de bloque(bbc) o redundancia. 03/03/

18 RETRANSMISIÓN DE BLOQUES ERRÓNEOS Cuando se produce un error en la transmisión, la estación receptora pide a la emisora que corrija los errores detectados. PARADA Y ESPERA La estación emisora envía cada bloque de datos y espera un mensaje de confirmación (ACK) o de rechazo (NAK) de la receptora, transmitiendo el bloque erróneo. Tiempo de espera puede ser grande. ENVÍO CONTINUO El emisor asigna un código número a los bloques de datos y los envía de forma continua a través de la red. Cuando se produce un error, hay dos métodos para corregir el error: La emisora envía todos los bloques desde el que se produjo error(no selectivo) La emisora solo transmite los bloques erróneos(selectivo) 03/03/

19 BIBLIOGRAFÍA Sistemas informáticos Multiusuario y en red. Editorial Ra-Ma. Autores: Laura Raya González, Víctor Rodrigo Maya, Manuel Santos y Miguel Ángel Martínez Ruiz. Alta velocidad y calidad de servicios en redes IP. Editorial Ra-Ma. Autores: J. GarcíaTomás,J.L.RayayV.Rodrigo. BIBLIOGRAFÍA 03/03/