Unidade IV-Hercules

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Unidade IV – Camada de 
Enlace de Dados
Hercules Zimmermann Willig
A camada de Enlace de dados
Desempenha basicamente quatro funções:
� Fornece interface bem definida para a camada de 
rede;
� Organiza os dados recebidos da camada de rede 
em quadros (frames) a serem transmitidos na rede 
física (e vice-versa);
� Trata erros de transmissão;
� Realiza controle de fluxo para evitar que receptores 
lentos (ou muito ocupados) sejam inundados de 
quadros por emissores rápidos (ou pouco 
ocupados).
A camada de Enlace de dados
Serviços possíveis:
� Sem conexão, sem confirmação: 
� usado quando se dispõe de canais de comunicação com 
alta confiabilidade, como em redes locais;
� Sem conexão, com confirmação: 
� usado quando se dispõe de canais de comunicação com 
razoável confiabilidade, como nas transmissões sem fio;
Com conexão, com confirmação: usado quando se dispõe 
de canais de comunicação com baixa confiabilidade, como 
em redes telefônicas.
A camada de Enlace de dados
Detecção e Correção de Erros
Na transmissão de dados, erros podem ocorrer por 
diversas razões: 
� indução eletromagnética, 
� falha de sincronização entre emissor e receptor, 
� defeito de componentes, etc.
A camada de enlace de dados deve garantir uma 
transmissão livre de erros entre duas máquinas 
diretamente conectadas.
A camada de Enlace de dados
Paridade de Caracteres
Paridade de Caracteres
Quando se usa codificação de 7 bits em 
bytes de 8 bits, é possível a utilização do 
oitavo bit como sinalizador de paridade, de 
modo que a quantidade de bits 1 no byte seja 
par (no caso de paridade par) ou ímpar (no 
caso de paridade ímpar).
A camada de Enlace de dados
Paridade de Caracteres
Esse sistema permite detectar 
mas não corrige erros.
Paridade Combinada
� Nesse esquema, além da paridade de 
caracter, instala-se uma paridade para o 
bloco de caracteres, permitindo-se a 
detecção e recuperação de 1 erro por 
caracter, a detecção de dois erros por
caracter, e havendo falha de detecção no 
caso de erros quádruplos, como o indicado 
no exemplo.
Paridade Combinada
VRC = Vertical Redundancy Checking
LRC = Longitudinal Redundancy Checking
BCC = Block Check Caracter
Paridade Combinada
Paridade Combinada
Verificação de Redundância Cíclica
(Cyclic Redundancy Checking - CRC)
� É um método de detecção polinomial que 
permite a detecção de praticamente toda 
ocorrência de erros.
� CRC-16: x16+x15+x2+1� Usado com 
caracteres de 8 bits
Protocolos elementares
� Quando a camada de enlace de dados aceita 
um pacote, ela o encapsula em um quadro 
acrescentando a ele um cabeçalho e um fim, 
fazendo com que um pacote consista em um 
quadro acrescido de informações de controle.
� Para fazer o controle da chegada dos 
pacotes nos endereços corretos é necessário 
um protocolo de envio e recebimento.
Protocolos elementares
� Protocolo Simplex sem Restrições(utopia)
� Dados transmitidos apenas em um sentido
� Camada de rede sempre pronta
� Camada de enlace nunca perde dado
� Protocolo Simplex Stop-and-Wait
� O transmissor só envia um quadro quando recebe a 
confirmação do quadro anterior.
� Números de seqüência: o primeiro quadro é numerado 
com o bit 0, o segundo com 1, o terceiro com zero…
� Técnica ineficiente: não tem conferência de erros e 
enquanto o transmissor espera por reconhecimentos o 
canal não é utilizado.
Protocolos elementares
� Protocolo Simplex com ruído
� Unidirecional
� Suporta erros (ACK - do inglês acknowledge)
� Temporizador (time out)
� Quadros com números de seqüência no 
cabeçalho
Protocolo de janelas deslizantes 
� Um sistema que resolve esse problema é o 
protocolo de janelas deslizantes; 
� O emissor mantém uma janela de transmissão de frames 
enviados mas ainda não confirmados; 
� Desta forma o transmissor pode transmitir mais frames 
enquanto aguarda a confirmação dos que já forma 
transmitidos mantendo assim o canal de comunicação 
sempre cheio;
� Com base nas confirmações recebidas, o transmissor 
elimina da janela de envio os frames confirmados pelo 
receptor e transmite novos; 
Protocolo de janelas deslizantes
� Cada frame transmitido e cada ACK recebido 
precisa ser numerado para que o transmissor 
identifique os frames corretos e errados daqueles 
já transmitidos;
� O receptor também mantém uma janela de 
frames recebidos em casos de erros; 
� No caso de uma falha de transmissão, os frames 
seguintes deverão ser armazenados no receptor 
até o frame defeituoso ser retransmitido;
�
Protocolo de janelas deslizantes
Perda de ack
� Um frame será retransmitido sempre que: 
� Não for recebido pelo receptor; 
� Chegar no receptor com defeito; 
� Se o ACK correspondente não for recebido pelo 
transmissor; 
� A perda de um ACK resultaria na retransmissão de 
um frame que já foi transmitido corretamente; 
� Em função disso, o ACK serve de confirmação para 
o frame em questão e todos os frames anteriores;
� Assim, o ACK 5 confirma o recebimento dos frames 
de 1 a 5 e não somente do 5; 
Protocolo de janelas deslizantes
Perda de ack
� Se um ACK não for transmitido corretamente, o 
próximo valerá pelo que foi perdido confirmando 
aqueles frames já recebidos; 
� O receptor então passa a enviar ACKs desde que 
todos os pacotes recebidos até então estejam 
corretos;
� Em caso de erro, o receptor para de transmitir ACK 
até que o frame defeituoso seja retransmitido;
� Ao fazer a retransmissão de algum frame, o 
transmissor precisa ajustar o tempo de timeout do 
frame retransmitido e dos demais frames no buffer 
de envio para evitar que varios timeouts ocorram 
em sequência;