Módulo I. Fundamentos y modelos de red Tema 2....

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Redes y Serviciosy

Módulo I. Fundamentos y modelos de red

Tema 2. FundamentosParte B. Nivel de enlace

Tema 2. Fundamentos. Nivel de enlace 2

Introducción

• Dos funciones básicas del nivel de enlace:▫ Control de erroresControl de errores

¿Motivación?▫ Control de flujoControl de flujo

¿Motivación?

Tema 2. Fundamentos. Nivel de enlace 3Índice

Índice

I. Control de erroresA. Fundamentos

Detección de erroresCorrección de errores

éB. Tipos de técnicasC. Ejemplo de aplicación

Técnica ARQ (Automatic Retransmission reQuest)Técnica ARQ (Automatic Retransmission reQuest)

II Control de flujoII. Control de flujoA. FundamentosB. Técnicas

Protocolo de “parada y espera”Esquema de la “ventana deslizante”

Tema 2. Fundamentos. Nivel de enlace 4Control de errores

I. Control de errores

• Esquema de estudio▫ Fundamentos (A)Fundamentos (A)


▫ Tipos de técnicas (B)▫ Ejemplo de aplicación: Técnica ARQ (C)j p p Q ( )

ARQ discontinua (C.1)ARQ continua (C.2)( )

Repetición selectivaRetroceder N

Tema 2. Fundamentos. Nivel de enlace

I Control de errores

5Control de errores

I. Control de erroresA) Fundamentos

• Motivación. ¿Qué sucede?▫ Perturbaciones en el canal real, erroresPerturbaciones en el canal real, errores• Objetivo preliminar: detectar errores• ¿Cómo?• ¿Cómo?

Introduciendo redundancia



6Control de errores


• ¿Cómo se introduce redundancia?▫ Ejemplo de palabras códigoEjemplo de palabras código

00011011

P 00 0110 11{ } es un conjunto de palabras código P = 00,01,10,11{ } es un conjunto de palabras código

aceptadas como válidas



7Control de errores


• ¿Y qué?▫ Definiciones relacionadasDefiniciones relacionadas

e: número de bits erróneosdH: “Distancia de Hamming” = número mínimo de bits en H gque 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{ }



8Control de errores


• Caso de estudio▫ Supongamos el siguiente conjunto de palabras código: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.pero, debido a un error, se recibe la palabra código 11. ▫ Ambas palabras son válidas, pertenecen al conjunto P.

▫ ¿Es posible detectar el error?



9Control de errores


• ¿Qué códigos de canal se pueden utilizar para intentar detectar errores en el nivel de enlace?intentar detectar errores en el nivel de enlace?

• Para poder detectar e errores es necesario que:

dH ≥ e +1

▫ Ejemplo: Supongamos que queremos diseñar un código que sea capaz de detectar la ocurrencia de 1 bit erróneo:

e =1⇒ dH ≥1+1 e 1⇒ dH ≥1+1



10Control de errores


dH ≥1+1= 2

• Construimos un conjunto de palabras que se diferencien en 2 bits: { }011101110000=Pdiferencien en 2 bits:

Ejemplo

{ }011,101,110,000=P

• Ejemplo:

Se emite Se recibe

000 010

Detecto que ha habido un error ¿por qué?





• ¿Qué códigos de canal se pueden utilizar para intentar corregir errores en el nivel de enlace?intentar corregir errores en el nivel de enlace?

• Para poder corregir e errores es necesario que:

dH ≥ 2e +1

▫ Ejemplo: Supongamos que queremos diseñar un código que sea capaz de corregir la ocurrencia de 1 bit erróneo:

e =1⇒ dH ≥ 2×1+1





dH ≥ 2×1+1= 3

• Construimos un conjunto de palabras que se dif i 3 bit P 000 111{ }diferencien en 3 bits:

P = 000,111{ }

• Ejemplo: Se emite Se recibe

000 010

Detecto que ha habido 1 error ¿por qué?Detecto que ha habido 1 error ¿por qué?Además, soy capaz de corregir el error. ¿Cómo?




I. Control de erroresB) Tipos de Técnicas

• Basado en los fundamentos previos, existen básicamente 2 tipos de técnicas para controlarbásicamente 2 tipos de técnicas para controlar errores a nivel de enlace:▫ Control de errores hacia delanteControl de errores hacia delante

La trama contiene información suficiente para determinar dónde se produjo el errorp jEl propio equipo puede corregir el errorNecesita una mayor cantidad de bits de control

▫ Control de errores hacia atrásSólo es posible detectar que la trama es erróneaRequiere algún esquema de control de retransmisión




I. Control de erroresB) Tipos de Técnicas

• Si sólo se pueden detectar errores pero no pueden ser corregidos:ser corregidos:▫ Opciones:

Desechar la trama sin informar del error (en transmisiónDesechar 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 tcorrecta

El receptor debe informar de los errores, y solicitar una nueva copianueva copia




I. Control de erroresC) Ejemplo: Método ARQ

• Método ARQ:▫ El receptor:El receptor:

Espera a recibir una tramaCuando la recibe, busca erroresEnvía (al emisor) un mensaje de reconocimiento (ACK) indicando si la trama ha sido correcta o incorrecta

l i▫ El emisor:Si error, entonces: retransmisión de una copia de la trama erróneaerróneaSi OK, entonces: continúa transmitiendo




I. Control de erroresC) Técnica ARQ

• Terminología▫ P: Primario (transmisor)P: Primario (transmisor)▫ S: Secundario (receptor)• Tipos de ARQ• Tipos de ARQ▫ ARQ discontinua (o “inactiva”)

Basta enlace semi-dúplexBasta enlace semi dúplex▫ ARQ continua

Requiere enlaces dúplexRequiere enlaces dúplexTécnicas

“Repetición selectiva”p“Retroceder N”




I. Control de erroresC.1) ARQ discontinua

• El primario transmite y espera a recibir contestación del secundario ▫ ¿Cuánto tiempo?• Consideraciones importantes:

C d t i i i t i d Si ib▫ Con cada trama se inicia un temporizador. Si no se recibe confirmación (ACK) en el tiempo establecido, se retransmite la trama

▫ Si:el secundario recibe una trama errónea, o

l i i ib fi ió óel primario recibe una confirmación errónea, se transmite la trama pendiente de nuevo

▫ Si el secundario recibe una trama duplicada, se desechaSi el secundario recibe una trama duplicada, se desecha (necesario numeración tramas)




I. Control de erroresC.1) ARQ discontinua

• Ejemplo para ilustrar el funcionamiento básico




I. Control de erroresC.2) ARQ Continua

• Motivación▫ ARQ discontinua:ARQ discontinua:

aprovechamiento ineficiente del enlace

▫ ARQ continua: QTransmisión 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▫ Enlaces dúplex





• ¿Cómo funciona?▫ Envío continuo, sin esperar confirmacionesEnvío continuo, sin esperar confirmaciones▫ Cada trama tiene un identificador único▫ El secundario envía ACK con el identificador de laEl secundario envía ACK con el identificador de la

trama, indicando si es correcta o no▫ El primario guarda una copia de cada tramaEl primario guarda una copia de cada trama

transmitida. Será eliminada una vez recibido el ACK positivo correspondientep p





• ¿Qué pasa cuando ocurre un error?▫ Si ocurre un error existen dos esquemas o técnicas:Si ocurre un error existen dos esquemas o técnicas:

Repetición Selectiva: El receptor pide la retransmisión SOLO de aquellas tramas p p qque 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.





• Comparación:▫ La técnica retroceder N es menos eficiente en el uso deLa técnica retroceder N es menos eficiente en el uso de

los recursos de la redLa razón es que se retransmiten tramas correctas más de quna vez

▫ La técnica de repetición selectiva utiliza la red de forma más eficiente:

Sólo se re-envía la trama erróneaA cambio, requiere almacenamiento temporal en el secundario

Tema 2. Fundamentos. Nivel de enlace 24Índice

Índice

I. Control de errores (parte I)A. Fundamentos


éB. Tipos de técnicasC. Ejemplo de aplicación

Técnica ARQ (Automatic Retransmission reQuest)Técnica ARQ (Automatic Retransmission reQuest)

II Control de flujo (parte II)II. Control de flujo (parte II)A. FundamentosB. Técnicas

Protocolo de “parada y espera”Esquema de la “ventana deslizante”


II Control de flujo

25Control de flujo

II. Control de flujoA) Fundamentos

• ¿Motivación?• Objetivo:Objetivo:▫ Función del nivel de enlace cuyo OBJETIVO es asegurar

que el receptor tenga suficientes recursos paraque el receptor tenga suficientes recursos para almacenar y procesar las tramas que va recibiendo

Trata de controlar la velocidad del flujo de datosj

• Ejemplos de técnicas de control de flujoj p jProtocolo de “parada y espera”“Ventana deslizante”


II Control de flujo

26Control de flujo

II. Control de flujoB) Técnicas: stop & wait

• Algoritmo de parada y espera (stop & wait): ▫ Parada y espera:Parada y espera:

El emisor no transmite ninguna trama hasta que el receptor se lo autorice mediante la generación de una p gtrama especial de confirmación (que le informa acerca de cómo ha sido la recepción de la trama previa)

▫ Reanudación del envío de tramas


II Control de flujo

27Control de flujo

II. Control de flujoB) Técnicas: Ventana deslizante

W


II Control de flujo

28Control de flujo

II. Control de flujoB) Técnicas: Ventana deslizante

• Resumen del funcionamiento básico:▫ Cada vez que se recibe una trama:Cada vez que se recibe una trama:

se incrementa en borde superior (UWE).▫ Cada vez que se confirma una trama: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.

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