¿Cuál es la dirección MAC de destino en una trama de Ethernet de multicast?

Redes De Comunicación – 2º Curso – 1º Semestre – 2016-2017 – Grupo T-2

Tema 1 – Introducción A la Comunicaciones de Datos y Redes

            Modelo de Sistema de Comunicación de Datos

                        Objetivo -> Intercambio de información

ORIGEN ------------> CANAL ----------> DESTINO

                                                                       M                           M’

En Los sistemas de comunicación digital, los mensajes están formados por un Conjunto finito y discreto de valores (símbolos).

            Fundamentos de la Teoría de la Información

Teoría Creada por Shannon, la que se desarrolla la teoría actual de la comunicación y La codificación. Trata de la cantidad de información, la capacidad del canal y Su proceso de codificación. Establece los límites de máxima velocidad (bits/sg) Y de cuánto se puede comprimir la información.

La Cantidad de información (I), mide la disminución de incertidumbre que aporta el Conocimiento de un suceso nuevo. Cuanto MENOS esperado MAYOR será la cantidad De información.

Ejemplos -> Fuentes discretas sin memoria (moneda, dado, etc.)

La Cantidad de información, es un valor que depende de la probabilidad de que Dicho símbolo sea emitido.

La Medida (I(Si)) debe cumplir que siempre sea mayor o igual que cero, que sea Función continua y proporcional a la sorpresa del símbolo y que sea lineal.

Entropía De una fuente (H), determina el contenido promedio de información de los Símbolos de una fuente. Representa el número de bits necesarios en promedio…

Propiedades de la Entropía de Fuentes sin memoria -> p(Si) = 1, no hay incertidumbre y la entropía es Nula, si todos los símbolos son equiprobables, la incertidumbre es máxima y la Entropía es máxima.

Codificación De la fuente, en comunicación digital los símbolos se representan -> Sb = {0,1}, el proceso de asociar a cada símbolo de la fuente símbolos del alfabeto Se llama codificación. El número de bits que codifican los símbolos de la Fuente debe ser suficiente para poder realizar la descodificación.

Existen dos tipos de codificación: Codificación Fija -> ASCII de 7 bits y Codificación Variable -> MORSE.

Longitud Media:

Un código será mejor cuanto más se Aproxima a su longitud media (L) a la entropía de la fuente (H).

Eficiencia:

Los códigos prefijos son códigos Que permiten asignar palabras de código con longitud variable de bits a los Símbolos de una fuente, ninguna palabra de código tiene que ser prefijo de Otra.

Compresión Sin Pérdida de Información, los símbolos descomprimidos son idénticos a los originales -> Run-Length o Huffman.

Compresión Con Pérdida de Información, lo descomprimido tiene menos información que el original -> JPEG, MP3, MP4.

            Introducción a las Redes de Comunicación

                        Conceptos

                                    Red: Conjunto de dispositivos conectados entre sí mediante enlaces.

                                    Nodos: Representan los elementos que se interconectan en la red.

                                               Nodos Finales: Procesan la información que es transmitida por la red -> Pc`s.

                                               Nodos Intermedios: Se encargan de redirigir la información de la red -> Router´s.

                                    Enlaces: Vías de comunicación que soportan las conexiones entre los nodos.

                                               Punto A Punto: Interconectan 2 nodos.

                                               Multipunto: Interconectan MÁS de 2 nodos.

                        Clasificación de las Redes

                                    Área: Redes PAN, Redes LAN, Redes MAN, Redes WAN.

Redes PAN, distancias menores a 10 Metros, entorno unipersonal, móviles, GPS, Bluetooth e Infrarrojos.

Redes LAN, uno o varios edificios, Tecnología de difusión, enlaces multipunto, cableadas e inalámbricas, routers y Switches.

Redes MAN, una ciudad, red basada En TV por Cable.

Redes WAN, un país o varios Continentes, nodos intermedios, enlaces punto a punto, tecnologías de difusión, Conmutación, subredes, RedIris.

                                    Función: Acceso, Transporte.

Acceso, permiten la conexión de los Usuarios para acceder a los servicios demandados, WI-FI, GSM.

Transporte, concentran el tráfico De datos de las redes de acceso, ATM, SDH.

            Conceptos Generales de Protocolos y Servicios

                        Entidad: Elemento activo Capaz de enviar y recibir información por iniciativa propia.

                        Sistema: Objeto físico Que contiene 1 o más entidades -> Ordenadores, móviles.

Protocolo: Conjunto de reglas que regulan el intercambio de datos entre 2 entidades de una Misma capa.

Interfaz: Conjunto de operaciones que definen la forma de comunicación entre capas Adyacentes de un mismo sistema.

Ejemplo De Arquitecturas:

            TCP / IP -> Aplicación, Transporte, Internet, Enlace y Física (5 Capas)

            OSI: Aplicación, Presentación, Sesíón, Transporte, Red, Enlace y Física (7 Capas)

            Introducíón A los Sistemas de Conmutación

Conmutación: Técnica para establecer Un camino de comunicación entre los nodos en una red, redes WAN.

Encaminamiento: Los dispositivos de Conmutación encaminan la información de origen a un destino

Tipos de Conmutación

Conmutación de Circuitos: Se Establece un canal dedicado a la transmisión de dos nodos de la red. Establecimiento de Canal -> Transferencia de Información -> Desconexión Del circuito. Canal disponible para establecer la conexión, RTC. La asignación Dura el tiempo que dura la comunicación, los recursos no son compartidos entre Distintas comunicaciones.

Ineficiente, totalidad del canal Asignado para la transmisión, no se transmite ->  se desperdicia, requiere tiempo el Establecimiento de conexión. Transferencia es transparente, inicialmente para Tráfico de voz (teléfono).

Conmutación de Paquetes: Los datos se Transmiten en mensajes llamados paquetes, no mayores a 1 kbyte, cada paquete Contiene información de control además de los datos que transporta. Cada nodo De conmutación contiene -> almacenamiento de cada paquete recibido, decide Cual es el mejor enlace para reenviarlo y retransmite el paquete.

Circuito Virtual: Se establece un camino para todos los paquetes tengan Una comunicación de origen a destino. Se envían todos los paquetes Ordenadamente. Cada nodo intermedio puede tener varios circuitos virtuales a la Vez.

Datagramas: Los paquetes viajan por la red independientemente unos de Otros. Pueden llegar desordenados, el nodo destino debe detectar las pérdidas De paquetes e intentar su recuperación.

Los enlaces entre nodos se pueden compartir para enviar paquetes a Diferentes destinos. Los paquetes se encolan y se transmiten tan rápido como es Posible. Cada nodo se conecta a la red a su propia velocidad, los nodos Intermedios pueden almacenar paquetes temporales. Se pueden asignar Prioridades.

            Introducción Al Encaminamiento

                        Para Llevar los paquetes de un origen a un destino, hay que realizar diversas Funciones:

                                    Direccionamiento: Identificar los nodos conectados a la red.

                                    Encaminamiento: Escoger la trayectoria adecuada para que los paquetes lleguen a su destino.

                                    Control De Congestión: Evitar que los nodos intermedios de la red se vean desbordados.

                        Es Tarea fundamental el encaminamiento de paquetes del origen al destino.

Establecimiento de Vecindades, Distribución y Recogida de Información y Cálculo de Rutas mediante Algoritmo de camino más corto.

                        Ruta Óptima

Nodos intermedios a atravesar, caudal de los enlaces, nivel de ocupación De los enlaces, retardo de los enlaces, fiabilidad de los enlaces.

            Introducción Al Control de Congestión

Control de Flujo: Técnica para Regular el intercambio de datos entre un nodo que produce información y otro Que la recibe.

Ejemplo -> Un nodo de gran Capacidad puede enviar muchos paquetes / sg a un PC, pudiendo desbordarlo. El PC deberá enviar mensajes de control de flujo para que el nodo reduzca su tasa De envío de mensajes.

Técnicas para detectar y corregir Problemas cuando no todo el tráfico ofrecido a un red puede ser cursado por los Nodos intermedios.

Es un concepto más amplio que el Control de flujo

Involucra a toda la red, no solo a un Origen o un destino, el control de flujo es una más de las técnicas para Combatir la congestión, PERO, existen más mecanismos.

                        Principales Causas de la congestión:

                                    Memoria Insuficiente de los nodos intermedios

                                               Si Los paquetes llegan deprisa para ser procesados se llena los buffers de Entrada.

Si hay demasiados paquetes esperando Ser transmitidos se pueden llenar los buffers de salida.

                                    Capacidad De proceso insuficiente en los nodos intermedios

                                               Si El nodo es incapaz de procesar toda la información que le llega se saturan sus Colas.

                                    Velocidad De transmisión de los enlaces de salida insuficiente.

Introducción a la Normalización

Es necesario conocer las normativas Que regulen la conexión entre dispositivos y redes y la interconexión entre Diferentes redes.

Organismos principales:

ISO (International Standards Organization): Normativa para la Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI) y Estándares en sus capas.

ETSI (European Telecommunications Standards Institute): Organismo independiente para la normalización de las Telecomunicaciones. Responsable de la normalización de las TIC´s en Europa.

ITU (International Telecommunications Unión): Estandarización de las telecomunicaciones.

            ITU-R: Radiocomunicación.

            ITU-T: Normalización de Telecomunicaciones.

            ITU-D: Desarrollo.

IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers): Aportación destacada en las Redes LAN.

EIA (Electronic Industries Association): Normas como la serie RS (RS-232-C, etc.)

Organismos relacionados con Internet:

IAB (Internet Architecture Board): Coordinador del diseño, ingeniería y gestión de Internet.

IETF (Internet Engineering Task Force): Nuevos estándares y gestión a corto plazo (RFC´s).

IRTF (Internet Research Task Force): Planificación, investigación y desarrollo a largo plazo.

Tema 2 – Arquitectura De Protocolos

Arquitectura de Comunicaciones o de Protocolos:

La Lógica necesaria para la comunicación se divide en tareas o módulos, la Arquitectura define la forma de organización de éstas tareas.

            Entidades Pares:

Entidades De una misma capa que se comunican mediante un protocolo. Intercambian unidades De datos de protocolo (PDU´s).

            Ejemplo de Arquitectura de 3 Capas

Capa De Aplicación: Lógica de comunicación entre las aplicaciones de usuario (correo Electrónico, transferencia de archivos, etc.)

Capa De Transporte: Asegura que los datos se intercambian de forma segura y en orden Entre las aplicaciones.

Capa De Acceso a la Red: Intercambio entre el computador y la red a la que está Conectado.

            Funciones a realizar en las Arquitecturas de Protocolos

Encapsulado / Desencapsulado: Al transmitir, las PDU’s del protocolo de una capa se encapsulan En las PDU del protocolo de la capa inferior.

            Cabecera de la Capa de Aplicación: Nombre de fichero, direcciones de correo, etc.

            Cabecera de la Capa de Transporte: Número de secuencia, dirección de aplicación, etc.

            Cabecera de la Capa de Acceso a la Red: Direcciones de red destino y origen, prioridad, etc.

En la recepción, se realiza el proceso inverso: Desencapsulado.

Tipos De PDU

            PDU de Datos: Encapsula las PDU de La capa superior.

PCI: Información de Control del Protocolo. Información de la capa superior de la Entidad de la capa N+1.

                        SDU: Unidad de Datos de Servicio.

PDU De Control: Sólo tiene información de control (PCI). No encapsula PDU de la Capa superior (NO tiene SDU).

                        Direccionamiento

Identificar Un origen o un destino, necesario cuando hay muchos interlocutores. Cuando se Envía una PDU, ésta debe identificar el origen y destino.

Nivel De Direccionamiento

            Cada sistema final / intermedio ha De ser identificado entre los demás de la red

            Cada aplicación ha de ser Identificada de las demás existentes en un mismo sistema.

Una Dirección de red para cada sistema, una dirección para cada entidad de Aplicación en un sistema: puerto o SAP (Service Access Point).

Ámbito De Direccionamiento

            Dirección Global: Dirección válida Para identificar un origen / destino globalmente.

                        Ejemplo: Dirección de Red de un sistema.

            Dirección Local: Dirección válida Localmente (en una subred)

                        Ejemplo: Identificación De un puerto o SAP.

Modo De Direccionamiento

            Dirección Individual: Identifica un único sistema o puerto (unicast).

            Dirección Multidestino: Identifica Múltiples sistemas o puertos (multicast).

            Dirección de Difusión: Identifica a Todos los sistemas o puertos (broadcast).

                        Control de Conexión

Transferencia NO orientada a conexión: Cada PDU se trata independientemente a las anteriores Y / o posteriores.

            Ejemplo: Capa de Acceso a la Red -> Datagramas.

Transferencia Orientada a conexión: Se establece una asociación lógica o conexión entre las Entidades. Todas las PDU reciben un mismo tratamiento. Se garantiza la entrega Ordenada de las PDU de la capa superior.

            Ejemplo: Capa de Acceso a la Red -> Circuito Virtual.

Una Conexión es como un tubo NO físico creado entre dos entidades de una capa (N), Por el que se comunican las entidades de la capa superior (N+1)

El Tubo NO físico existe mientras las entidades de la capa superior intercambian Datos a través de él.

                        Modelo de Referencia OSI

Tiene 7 Capas o Niveles, la función de comunicación se descompone en 7 niveles. Los Niveles superiores desconocen los detalles manejados por los inferiores.

La Frontera o interfaz entre capas / niveles está definida en términos de Funciones llamadas primitivas.

            Especifican un servicio ofrecido a Un usuario por un proveedor.

            Para ofrecer un servicio las Entidades de un sistema colaboran con las entidades pares.

Funciones Más importantes de las Capas / Niveles

            Servicio de Red (hasta Capa de Red) – Bloque de Transporte

Capa Física: Transmisión y Recepción de cadenas de bits no estructurados sobre el Medio físico.

Capa De Enlace de Datos: Regula la comunicación en cada paso de la ruta entre dos Sistemas a lo largo de la red.

Capa De Red: Hace llegar la información desde un origen a un destino, buscando la Ruta adecuada.

Capa De Transporte: Garantiza la comunicación extremo a extremo entre dos sistemas Finales en la red.

                                               Capa De Sesíón: Sincroniza y organiza el diálogo entre las aplicaciones.

                                               Capa De Presentación: Define la forma de representación de los datos (sintaxis).

Capa De Aplicación: Proporciona acceso a los usuarios (personas o programas) a un Conjunto de servicios de información.

                        Arquitectura TCP / IP

                                    Tiene 5 Capas o Niveles.

                                               Nivel Del Aplicación: Comunicación entre procesos y aplicaciones.

Ejemplo: FTP (Transferencia de Archivos), HTTP (Transferencia de Hipertexto).

                                               Nivel De Transporte: Transferencia entre sistemas finales de extremo a extremo.

                                                           TCP: Orientado a conexión, comunicación fiable.

                                                           UDP: NO Orientado a conexión, sólo para intercambios puntuales de datos.

                                               Nivel De Internet: Comunicación entre sistemas a través de una o varias redes.

                                                           IP: NO Orientado a conexión, no garantiza la entrega fiable, datagramas.

Nivel De Enlace: Responsable de comunicación el sistema y la red a la que está Conectado. Protocolos y Estándares ya definidos.

Nivel Físico: Interfaz entre el sistema y el medio de transmisión, carácterísticas Del medio de transmisión, señales, etc.

En ocasiones se Agrupan los niveles Físico y de Enlace y forman el Nivel de Interfaz de Red.

Niveles Básicos de Direccionamiento

            Dirección Internet: Sistema (host) dentro de la red.

            Puerto: Aplicación dentro de un sistema (host).

                        Comparativa RM – OSI y TCP / IP

                                    El modelo OSI, es una especificación general que puede describir otras arquitecturas.

El Modelo TCP / IP, es una descripción de los protocolos usados. Se usa de forma Mayoritaria debido a su implantación anterior a OSI, es más sencilla y más Robusta y sus especificaciones son de dominio público.

Tema 3 – Nivel Físico

Introducción al Nivel Físico

                        Objetivo -> Transmisión de bits por un canal de comunicación.

Trata De las carácterísticas eléctricas / electromagnéticas y temporización de las Señales, las carácterísticas mecánicas de los conectores, etc. Regula el uso Eficiente del medio de transmisión.

Protocolos: Define las reglas de comunicación a Nivel Físico, para la transmisión de bits. Se les puede llamar interfaces. No son intercambiables.

            Transmisión de Datos: Conceptos y Terminologías

                        Régimen Binario (R): Indica el número de bits transmitidos por unidad de tiempo.

                                    Ejemplo -> R = 1 / Tb (bits / sg) -> Tb: Intervalo de Bit.

                                    También se Le llama Velocidad de Transmisión.

Tasa De Error de Bit (Te): Frecuencia o Probabilidad con que llegan al receptor bits De valor distinto al transmitido.

            Ejemplo -> Te = Berx / Btx -> Berx: Bits erróneos recibidos y Btx: Bits totales transmitidos.

            Causas: Ruidos, Interferencias, Distorsiones.

Capacidad Del Canal (C): Es el régimen binario máximo con el que podemos transmitir a Través de un canal de comunicación, con una tasa de error de bit baja.

Fórmula de Shannon -> C = W x log (1 + S / N) (bits / sg)

Modos Y Técnicas de Transmisión

            Transmisión en Paralelo / Serie

Difieren en la forma de transmitir Los bits que forman parte de una misma unidad de información (Word, Byte, etc).

Paralelo: Cada bit de una unidad se Transmite a través de su propio medio de transmisión.

Serie: Los bits de cada unidad se Transmiten unos después de otros por el mismo medio de transmisión.

Transmisión En Paralelo: Un camino físico para cada bit de una misma unidad de información (Word, Byte, etc). Todos los bits se transfieren en el mismo intervalo de Tiempo (Tb). Las unidades se transmiten unas después de otras. Forma de Transmisión cada vez menos usada.

Transmisión En Serie: Los bits de cada unidad de información (Word, Byte, etc), se Transfieren uno a uno, a través de un mismo camino físico.

            Ejemplo -> Interfaces EIA-232 (Puerto Serie) y USB.

Transmisión Serie Asíncrona: Se transmiten grupos de bits, llamados caracteres, el receptor Los sincroniza al comienzo de cada carácter.

            Bits de Comienzo: de START (“0”)

            Bits de Final: de STOP (“1”)

            Los Estados de bits de comienzo y de final son siempre OPUESTOS.

Los Bits de cada carácter (hasta 8 bits) se envían comenzando por el bit menos Significativo. Se puede enviar un Bit de PARIDAD para detectar errores.

Transmisión Serie Síncrona: Se transmiten secuencias de bits, llamadas tramas, de mayor Longitud que un carácter. Hay que garantizar la sincronización del Nivel Físico Durante el tiempo que se transmite cada trama, manteniendo la sincronización de Bit entre receptor y emisor. Más eficiente que la transmisión asíncrona, en Cuanto a la proporción de bits adicionales que hay que transmitir.

Parámetros de Rendimiento de la Transmisión: Miden la velocidad y la eficiencia de la transmisión.

Velocidad De Transferencia de Datos (Vtd): Número de bits de información transmitidos por Unidad de tiempo.

            Vtd = nº bits de información / Tiempo

Eficiencia O Rendimiento (E): Aprovechamiento de la transmisión a nivel de la Capa / Nivel Física.

            E = Vtd / R

                        Modos de Explotación del Canal

Unidireccional O Simplex: Es una transmisión en un único sentido, los errores de transmisión Detectados por el receptor no pueden ser notificados al transmisor. Habitual Cuando hay un transmisor y múltiples receptores.

TRANSMISOR -> CANAL -> RECEPTOR

Bidireccional Alternado o Semidúplex: Se alternan en ambos sentidos de transmisión, no Simultáneamente, es posible confirmar lo recibido, aumentando la fiabilidad de La transmisión. Necesarias las reglas para el uso alternado del canal.

TRANSMISOR                                                           TRANSMISOR

CONMUTADOR TX / RX -> CANAL <- CONMUTADOR TX / RX

RECEPTOR                                                               RECEPTOR

Bidireccional Simultáneo o Full Dúplex: Transmisión simultánea en ambos sentidos, Dispositivos más complejos -> simultáneamente como transmisor y receptor.

Transmisión Asimétrica: Diferentes velocidades de transmisión (bits / sg) en cada sentido.

Interfaces De Nivel Físico: La interfaz entre el DTE y el DCE – Carácterísticas de la Especificación de la interfaz.

            Carácterísticas que deben regular Las normas de especificación de la interfaz DTE – DCE.

                        Mecánicas: Conectores, Pines.

                        Eléctricas: Niveles de Tensión, Tiempo de las Señales.

                        Funcionales: Tipos de Circuitos y su Función.

                        De Procedimiento: Secuencia de Eventos.

La Interfaz EIA – 232: Publicada por la EIA para regular la comunicación entre DTE Y DCE en la modalidad de serie. Existen algunas equivalencias con normas de la UIT – T:

            Carácterísticas Eléctricas: V28.

            Carácterísticas Funcionales y De Procedimiento: V24.

            Carácterísticas Mecánicas: ISO 2110.

Carácterísticas Eléctricas de la Interfaz EIA – 232

Equivalente A la recomendación V28, su régimen binario es de 20 Kbits / sg, la distancia Entre DTE y DCE es de hasta 15 metros. Su tensión es de +3V a +25V para el “0” -> ON y -3V a    -25V para el “1” -> OFF.

Señales NO Balanceadas: Tensiones referidas a una referencia de tensión común a todos Los circuitos.

                        Carácterísticas Mecánicas y Funcionales de la Interfaz EIA – 232

                                    Conector DB25 / DB9.

                                    Principales Circuitos

                                               Txd: Transmisión Por Datos.

                                               Rxd: Recepción Por Datos.

                                               DTR: Data Terminal Ready.

DSR: Data Set Ready.

                                               RTS: Request To Send.

                                               CTS: Clear To Send.

                                               RI: Ring Indicator.

                                               DCD: Data Carrier Detect.

                                               GND: Ground -> Tierra.

Tema 4 – Nivel de Enlace

Introducción

El Nivel de enlace, debe proporcionar a la Capa de Red un servicio de Transferencia de datos fiable. Regula la comunicación entre sistemas Directamente interconectados a través de un enlace. A la PDU de la capa de Enlace se le llama trama. A los Sistemas de la capa de enlace se les llama estaciones.

Funciones Principales

            Delimitación de la trama, marca el Comienzo y final de cada PDU.

            Servicio Orientado a Conexión

                        Control de Flujo, regula El intercambio de datos entre 2 nodos.

                        Control de Errores, detecta Y corrige los posibles errores producidos en los bits.

Control De Acceso al Medio de Transmisión, regula quien pueda transmitir el canal, es Fundamental en las Redes LAN.

            Control de Flujo

Objetivo, Regular el intercambio de tramas de datos para que estación que las envía no Desborde a la estación receptora.

El Receptor dispone de una memoria temporal y recursos finitos para almacenar y Procesar las tramas antes de entregarlas a la capa superior.

                        Se usan mecanismos de Retroalimentación

                        Técnicas básicas del Control de Flujo

                                    Parada y Espera

                                    Ventana Deslizante o Envío Continuo

            Control de Flujo por Parada y Espera

                        Principio de Funcionamiento

Antes De enviar una nueva trama se debe recibir una trama de reconocimiento (ACK, RR) De la anterior. Es sencillo pero ineficiente, por los tiempos de espera.

            Control de Flujo por Ventana Deslizante o Envío Continuo

                        Principio de Funcionamiento

Se Puede enviar más de una trama sin recibir reconocimiento, se pueden confirmar Más de una trama, se eliminan las esperas por cada reconocimiento individual.

                        Necesarios números de Secuencia

Las Tramas de datos y de reconocimiento se deben identificar con un campo de Numeración, con n bits para numerar nos bastaría.

Las Entidades que intercambian necesitan, memorias temporales (buffers), para Almacenar las tramas de datos y listas de números de secuencia de tramas, en Transmisión, las tramas se pueden enviar sin confirmar, en recepción, las Tramas se pueden recibir sin confirmar.

Ventana De Transmisión

Lista de números de secuencia de Tramas de datos que pueden ser enviadas sin RR del receptor.

            Wt = número máximo de tramas a Enviar por el transmisor sin que reciba RR.

Ventana de Recepción

Lista de números de secuencia de Tramas de datos que puede recibirse y almacenarse antes de pasar su SDU a la Capa superior.

Wr = número máximo de tramas a Recibir y almacenar en buffers antes de pasar su contenido a la capa superior.

                        Reconocimientos Acumulativos

Si no hay tiempo en el receptor para Enviar RR individuales para cada trama recibida se puede enviar un RR que Confirme las PDU’s a la vez.

                        Envío De Reconocimientos

En tramas de reconocimiento (ACK, RR), normalmente se envía un ACK para cada trama recibida sin error.

En las tramas de datos: piggybacking (Técnica de transmisión de Datos bidireccional en la capa de enlace de datos, en vez de enviar un ACK en Un paquete individual, lo enviamos, dentro del próximo paquete a enviar).

Para el mejor aprovechamiento del canal, la comunicación debe ser FULL – DÚPLEX.

            Fundamentos De Control de Errores

Solicitud Automática de Repetición o ARQ, se retransmiten las tramas erróneas, su procesado de tramas es más simple En el TX y en el RX. Tienen menos bits de redundancia, cuando la tasa de error De bits es baja.

Control de Errores ARQ, las tramas Llegan irreconocibles al receptor, también llegan reconocibles, pero con bits Erróneos.

Mecanismos de Control de Errores en ARQ

            Bits De Redundancia, se añaden a las tramas para detectar los errores de transmisión.

            Confirmaciones Positivas, enviadas por el receptor al recibir tramas sin error.

Confirmaciones Negativas, enviadas Por el receptor al detectar errores en tramas recibidas, para solicitar la Retransmisión.

Temporizadores y Contadores, para Controlar la retransmisión de tramas no confirmadas.

                                    Control De Errores por Parada y Espera

                                               Uso De temporizadores y contadores

El transmisor arranca un temporizador Con el tiempo límite (TIMEOUT) para la recepción ACK. El número máximo de las Retransmisiones se controla mediante un contador.

                                               Uso De Número de Secuencia

Las tramas deben estar numeradas Incluso en control de flujo por Parada y Espera, si las tramas no se numeran, Pueden producirse duplicaciones de tramas en el receptor.

                                    Control De Errores ARQ en Ventana Deslizante

                                               Mecanismos De Control de Error ARQ

Bits de redundancia, números de Secuencia, confirmaciones positivas (RR) y negativos (REJ), temporizadores -> uno por cada trama enviada y contadores de límite de retransmisiones.

                                                2 métodos de control de error

                                                           Rechazo Simple -> Si Wr = 1

                                                           Rechazo Selectivo -> Si Wr > 1

                                               Rechazo Simple

Wr = 1 -> El receptor sólo dispone De 1 buffer para almacenar 1 trama antes de entregar los datos a la capa Superior. Al recibir una trama errónea, el receptor desecha ésta y todas las Posteriores. El transmisor deberá retransmitir todas las tramas pendientes de Validación.

                                               Rechazo Selectivo

Wr > 1, memoria de almacenamiento De tramas, buffers para almacenar tramas posteriores a una trama errónea, sólo Se retransmiten, las tramas rechazadas o no confirmadas por el receptor.

Necesaria la capacidad de Reordenamiento de tramas, el transmisor debe poder transmisir tramas fuera de Orden, el receptor debe reordenar las tramas reenviadas. Se verifica Normalmente -> Wt = Wr.

Límites en los valores de Wt y Wr, si No se limitan los tamaños máximos de ventana se pueden producir fallos en el Protocolo de la Capa de Enlace. Si usan n bits, para numerar las tramas, los Tamaños máximos son ->

                                                           Rechazo Simple -> Wt ≤ 2^n-1 -> (Wr = 1)

                                                           Rechazo Selectivo -> Wt ≤ 2^n-1 -> (Wr≤ 2^n-1)

Control de Errores Hacia Delante o FEC, el receptor intenta corregir los errores, para comunicaciones multicast o Si el retardo de propagación es muy elevado.

            Fundamentos De los Sistemas de Detección / Corrección de Errores

M: mensaje a transmitir, de m bits.

           K: redundancia generada, de k bits.

                                               Codificador De Canal: genera palabras de código N, a partir de los mensajes M.

                                               N: palabra de código Transmitida, de n = m + k bits

                                               N’: palabra de código Recibida

           M’: mensaje recibido, K’: redundancia recibida

           Descodificador de Canal: comprueba si hay Error en N’

                                               Si se detecta error se Realizan las acciones oportunas (ARQ, FEC).

                                               Objetivos De los Sistemas de Detección / Corrección

Máxima capacidad de detección, minimizar la probabilidad de que se Reciban palabras de código con errores y no se detecten dichos errores.

Mínimo número de bits de redundancia (k), añadir el menor número Posible de bits de redundancia al mensaje.

Sencillez de implementación, simplificar el hardware / software Del sistema y minimizar el costo computacional.

Máxima capacidad de corrección, cuando se usa control de errores FEC.

                                               Principales Factores que determinan el sistema de codificación a utilizar:

                                                           Magnitud De la Tasa de Error de Bit (Te)

                                                           Técnica De Control de Error usada: ARQ, FEC

                                                           Complejidad Del código y cantidad de bits de Redundancia (k)

                                                           Distribución Temporal de los Errores

Errores de bit aislados, errores de bit por ráfagas (este tipo se Da con más frecuencia).

            Métodos de Codificación para Detección / Corrección de Errores

                        Códigos De Redundancia Cíclica (CRC)

                                    Detección Fiable de errores, cuando se producen errores en ráfagas de bits.

Secuencia de verificación de trama, los bits de redundancia forman La secuencia de verificación de trama (FCS) o la comprobación de redundancia Cíclica (CRC).

Fundamento básico, se da un tratamiento numérico a la secuencia de Bits que forman el mensaje.

Códigos Polínómicos, son secuencias de bits como representaciones De polinomios de coeficientes 0 y 1, una secuencia de m bits donde el primer y último bit son 1 representa un polinomio De grado m-1.

Mecanismo de Generación de un CRC, el mensaje a transmitir se Considera (M), como polinomio M(x), la redundancia K (x) es el resto R(x) de Una división en la que el denominador G(x) es un polinomio divisor o generador.

                        Generación Del CRC

                                    Aritmética En módulo 2

La suma como la resta se realizan como una OR – Exclusiva, sin Ningún accareo. La división módulo 2 se hace igual que la división binaria, Pero las restas parciales se realizan en módulo 2.

                                    En El transmisor

Se añaden g ceros al Mensaje M(x) x (x^g), a transmitir, lo que equivale a formar un polinomio. Se Divide en módulo 2 el polinomio M(x) x (x^g), entre el polinomio generador G(x). Como resultado de la división habrá un cociente Q(x) y un resto R(x).

El resto de la división R(x), tiene un grado r menor el grado g del Polinomio generador -> su longitud máxima es k bits (k = g).

El resto R(x), es la FCS Que se suma en módulo 2 al polinomio M(x) x^g, dando como resultado la palabra De código N(x) a transmitir.

La palabra N(x) formada es divisible entre el polinomio generador G(x).

            En El receptor

Se divide la trama recibida N’(x) por el mismo polinomio generador G(x), De forma que si no hay errores en la transmisión N’(x) = N(x) y el resto de la División R’(x) debe ser cero.

                        Capacidad De Detección de Errores del CRC

                                    Si Hay error de transmisión

Se recibe la palabra de código N’(x) distinta a la transmitida y función Del error E(x) producido.

En el receptor se calculará el resto de la división.

El resto de la división N(x) / G(x) es 0. Se detecterán los errores que Hagan distinto de cero el resto R’(x) de la división E(x) / G(x).

                                    Se Detecterán

Todos aquellos errores tales que Hagan distinto de cero el resto R’(x) de la división E(x) / G(x).

                                    No Se detecterán

                                               Los Errores cuyo polinomio E(x) tenga como factor a G(x).

                        Pues en este Caso será igual a 0, el resto R’(x) de la división E(x) / G(x).

            Ejemplos de Errores NO Detectados

                        M = 1 1 0 1 0

                        G = 1 1 1

                        N = 1 1 0 1 0 1 1

Si el error en el Canal es:

                                    E = G = 1 1 1 1

                                    N’ = 1 1 0 1 1 0 0

                                    El Receptor no detecta el error de transmisión producido.

Un polinomio generador G(x) de g+1 Bits de longitud, convenientemente elegido detectará los errores:

            El 100% de los errores de 1 bit, si G(x) tiene 2 o más términos.

El 100% de los errores de 2 bits, si G(x) no es divisible entre x y no es divisor de x^n+1.

El 100% de los errores de número Impar de bits, si G(x) es múltiplo de (x+1).

El 100% de las ráfagas de errores de Longitud menor a (g+1).

La práctica totalidad de las ráfagas De errores de longitud igual o mayor a (g+1).

                                    Elección Del Polinomio Generador

                                               G(x) Depende del tamaño del mensaje M y del nivel de protección deseado.

Tema 5 – Redes de Área Local Cableadas (LAN)