Introduccion a los protocolos de comunicacion

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TEMA 6: INTRODUCCIÓN A LOS PROTOCOLOSDE COMUNICACIÓN

➨ Tipos de Servicio

➨ Tipos de Protocolos y funciones asociadas

➨ Unidad de Datos de Protocolo (UDP)

➨ Gestión de la conexión

➨ Control de errores y secuenciamiento

➨ Control de flujo

➨ Estimación de la eficiencia de un protocolo

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Tipos de Servicio

➨ Servicio orientado a conexión

• Establecimiento (conexión a nivel de........)

• Transferencia de información

• Liberación (conexión a nivel de.........)

➨ Servicio no orientado a conexión

• Transferencia de información

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Servicio no orientado a conexión

DATOS

TransferenciaDATOS

DATOS

A B

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Servicio orientado a conexión

A B

Transferencia

Transferencia

Establecimiento

Establecimiento

Liberación

Liberación

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Protocolos no orientados a conexión (Funciones)

• Estructurar la UDP de su nivel

• Direccionar máquinas / Identificar procesos

• Detectar errores ⇒ Entrega libre de errores

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Protocolos orientados a conexión (Funciones)

• Estructurar la UDP de su nivel

• Direccionar máquinas / Identificar procesos

• Detectar errores

• Gestión de la conexión

• Control de errores

• Secuenciamiento

• Control de flujo

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UDP - Unidad de datos de protocolo

F LON D.D. D.O. TIPO T.P. DATOS SVT F

CABECERA COLA DATOS

• Posibles campos de una UDP genérica

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Campos de una UDP genérica (1)


F F Identificadores deCOMIENZO y FINAL de la UDP

• Solo en UDP’s de nivel de enlace

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LONGITUD

• Cuando no está predefinido el tamaño del algún campo

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DIREC. DESTINO DIREC. ORIGEN

• Direcciones físicas o lógicas

• Direcciones individuales, de grupo o de difusión

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TIPO DE UDP

• Tipo de UDP, Información o Control y sus campos

asociados

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Campos de una UD genérica (5)


TIPO DEPROTOCOLO

• Tipo de protocolo encapsulado ⇒ capacidad multiprotocolo

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DATOSDATOS

• Específico de las UDP’s de Información (I)

• Encapsulado de la UDP de nivel superior

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SECUENCIA DEVERIFICACIÓN

DE TRAMA

• Campo de redundancia para detectar posibles errores de

transmisión

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Ejemplos de UDP’s

• Trama HDLC (prot. enlace OSI orientado a conexión)

F Dirección. Control/Tipo DATOS SVT F

Cabecera Cola

• Datagrama UDP (prot. transporte TCP/IP no orientado a conexión)

PROC. ORIGEN PROC: DESTINO

LONGITUD REDUND. Cab.

DATOS

Cabecera

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Tipos de Errores

➨ Agrupados en ráfagas

• Longitud ráfaga L bits

➨ Estadísticamente independientes

• Tasa de error Pe

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Algoritmo de Detección de errores

Mensaje ALGORITMO Redundancia

MensajeRedundancia

Tx Rx

Redundancia Rec.

+

¿IGUALES?

ALGORITMO

Redundancia

Mensaje Recibido

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Códigos de detección de errores

➨ Códigos de redundancia cíclica

➨ Códigos basados en controles de paridad

• Paridad simple (bit de paridad)

• Paridad transversal (carácter de paridad)

• Paridad doble (bit/carácter de paridad)

➨ Códigos de comprobación de suma

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Códigos basados en controles de paridad (1)

• Paridad simple (bit de paridad) Carácter B. P.

• Paridad transversal (carácter de paridad)

Carácter 1

Carácter 2

Carácter n

C. Paridad

Detectan errores impares

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Códigos basados en controles de paridad (2)

• Paridad doble (bit/carácter de paridad)

Carácter 1 B. P.

Carácter 2 B. P.

Carácter n B. P.

C. Paridad 1 B. P.

Cada bit es controlado dos veces, se detectan errores dobles e impares

Los códigos basados en controles de paridad no son válidos para detectar RAFAGAS DE ERRORES

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Códigos de Redundancia Ciclica (CRC)

• Permiten detectar Ráfagas de Errores

Característica: Cualquier combinación válida hade ser múltiplo de un cierto valor constante

Mensaje Fuente

K

Redundancia

(n-K)

n bits

Mensaje protegido

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Códigos Polinomiales

• Las secuencias de “0” y “1” se representan mediante

polinomios.

Para desarrollar los algoritmos de forma más cómoda

10010010 =

• Las operaciones se realizan en módulo 2

x7 + x4 + x

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Caracterización de los CRC

• Por su dimensión (n,K)

n: nº total de bits del mensaje protegido

K: nº de bits del mensaje fuente

• Por el polinomio generador g(x), es el valor constante

del que deben se múltiplo todas las combinaciones válidas.

g(x) →→→→ grado n-K

• Por el algoritmo empleado para obtener la redundancia

Algoritmo de Generación Sistemática.

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Capacidad de detección de los CRC

• Si L < n-K+1, se detectan todas las posibles ráfagas

Grado del polinomio generador (n-K), equivalente al nº de

bits de redundancia, determinan la capacidad de detección

de ráfagas de una determinada longitud L.

• Si L = n-K+1, se detectan todas las ráfagas menos una

• Si L > n-K+1, solo se detectan algunas ráfagas

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V.41

• Detecta todas las posibles ráfagas de hasta 16 bits de

longitud

Basado en el polinomio generador: x16 + x12 + x5 +1

• Detecta todas las ráfagas de 17 bits menos una, la

probabilidad de detección es del 99,997%

• Detecta las ráfagas de más de 17 bits con una probabilidad

del 99,998%.

Como n-K+1 = 17:

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Códigos de comprobación de suma (Check Sum)

• La información a transmitir se considera como un

conjunto de palabras de n bits, y la redundancia es otra

palabra de n bits, que inicialmente están a “0”.

• Emisor:

La redundancia se calcula como el complemento a 1 de la

suma en complemento a 1 de las palabras de información.

• Receptor:

Se suman en complemento a 1 tanto las palabras de

información como la de redundancia, y si el resultado es una

palabra con todos los bits a “1”se da por buena.

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Gestión de la conexiónA B

ESTABLECIMIENTO

LIBERACION

Transferencia

Ambas fases se realiza mediante el envío de UDP’s de control

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Establecimiento Conexión (1)

A B

Solicitud-Establ.

Aceptación-Establ.

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Establecimiento Conexión (2)

Solicitud-Establ.

Aceptación-Establ.

A B

NEGOCIACION

AUTENTIFICACION

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Liberación Conexión

A B

Solicitud-Liber.

Aceptación-Liber.

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Fase de transferencia

A B

Establecimiento

Liberación

TRANSFERENCIA

UDP_I

Control de errores

Secuenciamiento

Control de flujo

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Control de errores

Paro y Espera

Transmisión continua:

Retransmisión No Selectiva (garantiza el secuenciamiento)

Retransmisión Selectiva (No garantiza el secuenciamiento)

• Corrección por retransmisión o ARQ (Automatic Repeat reQuest) , basada en códigos detectores:

• Corrección en el receptor, basada en códigos correctores

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Paro y Espera (Sin errores)

A B

I(0)

• UDP’s: I y CONF/ACK

I(0)

I(0)

I(1)CONF(1)

0

I(0)

I(1)

CONF(0)1

•••

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Paro y Espera (UDP-I errónea)

A B• UDP’s: I y CONF/ACK

I(0)

I(0)I(0)

I(0)ΧΧΧΧTime-out

CONF(1) 0

I(1)

I(1)

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Paro y Espera (UDP-I perdida)

A B• UDP’s: I y CONF/ACK

I(0)

I(0)I(0)

I(1)

CONF(1)

1

I(0)

Time-out

0

I(1)

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Paro y Espera (Error en CONF/ACK)

A B

I(0)

• UDP’s: I y CONF/ACK

I(0)

I(0)

I(1)

0

I(0)

I(1)

CONF(1)

1

CONF(1)XTime-out

Detecta duplicado0

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Paro y Espera (UDP-I errónea)

A B

• UDP’s: I , CONF/ACK y RECH

I(0)

I(0)I(0)

I(1)

CONF(1)

1

I(0)ΧΧΧΧTime-out

0

I(1)

RECH(0)

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Transmisión continua (sin errores)

I(2)

I(1)

I(0)

CONF(2)

CONF(3)

CONF(1)

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Listas de Retransmisión y de Recepción

I(0)

I(2)

I(1)

I(0)

CONF(2)

CONF(3)

I(0)

I(0)I(1)

I(1)

I(1)I(2)

I(2)

0

0 1

0 21

Lista de RetransmisiónLista de Recepción

CONF(1)

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Retransmisión No Selectiva (UDP-I errónea)

I(2)

I(1)

I(0)

CONF(1)Time-out

I(1)

I(2) CONF(2)

CONF(3)

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Superposición

CONF(1)

I(0)

I(1)

I’(0)

CONF(2)

CONF(1)

I(0,0)

I(1,0)

I’(0,2)• Las UDP_I permiten confirmar

• I(send, receive)

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Control de flujo

• Mecanismos de ventana deslizante

Limitación de las UDP’s en tránsito

– Ventana de tamaño fijo.

– Ventana de tamaño variable.

• Aviso explícito de sobrecarga :

UDP’s de control específicas

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C.F. por ventana deslizante (K=3)

I(0)I(0)

I(1)I(1) I(0)

I(1) CONF(O)

I(1) I(2)I(2)

I(2)I(3) CONF(1)

CONF(5)

I(3) CONF(2)I(4)

CONF(3)I(4)I(5)CONF(4)

I(5)

I(1)I(2) I(3)I(3)V. LLENA

I(2)I(3)I(4)

I(4)V.LLENA

I(3)I(4) I(5)I(5)V.LLENA

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Desplazamiento ventana de emisión (K=3)

0 1 2 3 4 5 6 7 0

0 1 2 3 4 5 6 7 0I(0)

0 1 2 3 4 5 6 7 0I(1)

0 1 2 3 4 5 6 7 0I(2)

CONF(0) 0 1 2 3 4 5 6 7 0

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