arquitectura xarxes capa enlace
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7/24/2019 Arquitectura Xarxes Capa Enlace
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ARQUITECTURA DE XARXESARQUITECTURA DE XARXES
1. Introduccin
redes de telefona, redes de datos, digitalizacin, multiplexacin,redes de conmutacin y difusin
2. Transmisin de datos
mensajes, digitalizacin, canales, atenuacin, distorcin, ruido,medios de transmisin
3. Enlace de datossincronismo, deteccin y correccin de errores, protocolos de its y
car!cteres, control de flujo
". #cceso al medio compartidotipos de red, medios, topologas, protocolos $#%
&. #cceso al Internetmodems, #'(), fira, cale, redes inal!mricas
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Enlace de datos: concepto
p*ysical
data lin+
1
2
p*ysical
data lin+
1,,11,1,
1,,11,1,
canal fsico + tratamiento
salida con-emnima
datos
con errore
3
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Enlace de datos: concepto
p*ysical
data lin+
1
2
p*ysical
data lin+
canal fsico + tratamiento
3
datos
perdidos
reduce la velocidad!
receptor
lento
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Enlace de datos: concepto
p*ysical
data lin+
1
2
p*ysical
data lin+
canal fsico + tratamiento
3
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Enlace de datos: ms detalle
p*ysical
data lin+
1
2
p*ysical
data lin+
canal fsico + tratamiento
3
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Packets y Frames
p*ysical
data lin+
1
2
p*ysical
data lin+
canal fsico + tratamiento
3 pac+et
*eader trailer carga /tilframes pa *eader trailer carga /tilc+ 0..
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Servicios de enlace
o orientado a !one"i#n$ no !on%ir&ado
e&isor ' re!e(tor no esta)le!en !one"i#n l#gi!a
el e&isor en*+a tra&as sin es(erar !on%ir&a!i#n del re!e(tor
o orientado a !one"i#n$ !on%ir&ado
e&isor ' re!e(tor no esta)le!en !one"i#n l#gi!a
el e&isor en*+a tra&as ' es(era !on%ir&a!i#n del re!e(tor
,rientado a !one"i#n
e&isor ' re!e(tor esta)le!en una !one"i#n l#gi!a antes de!o&uni!ar tra&as
el e&isor en*+a tra&as ' es(era !on%ir&a!i#n del re!e(tor
las tra&as se enu&eran$ ' el re!e(tor *eri%i!a su orden
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Confirmacin y retransmisin
a ni*el enla!e.
!ada tra&a se !on%ir&a ' se retrans&ite
&e/or !uando 0a' &u!0os errores de trans&isi#n
a ni*el red o trans(orte TC.
!ada (auete se !on%ir&a ' se retrans&ite
&e/or !uando 0a' (o!os errores de trans&isi#n
pac+et
frame frameframeframeframeframe
niel red
niel
enlace
error. retrans&isi#n del (auete entero
error. retrans&isi#n de tra&as &s (eueas
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Tipos de enlace
orientada a !ar!ter (ara siste&as !on !ara!teres de ta&ao 9ni!o
sin!roni:a!i#n de e&isor ' re!e(tor &ediante !ar!ter deini!io ' %in flag
e/e&(lo de flag. ;111111;
orientada a )it
(ara siste&as !on !ara!teres de ta&aos di%erentes sin!roni:a!i#n de e&isor ' re!e(tor al ni*el %+si!o$ o a ni*el
)its
*eader trailer carga /tilflag flag
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Enlace orientado a carcter: sincronizacin
flag flag trama flag flag trama flag flag trama
secuencia de 2x flag4 nuea trama
5u6 pasa cuando el car!cter de sincronizacin 7flag8 occurre
por casualidad en la carga /til de la trama9
111111 111111 111111
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Character stuffing
flag flagtrama flagesc
flag flagtrama escesc
flag flagtrama flagesc
flag flagtrama escesc
el siguiente carcter forma parte de los datos
y :u6 *aces cuando la secuencia de escape forma parte de los datos...9
flagescescesc
escescescesc
lo mismo!
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Enlace orientado a its: it stuffing
ta&)i
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Tipos de errores
Distri)u!i#n e0o&ogenea. errores de )it aislados
!o&(li!a la trans&isiones de tra&as1 error tra&a err#nea
%!il de !orregir Distri)u!i#n eno 0o&ogenea. errores a r%agas ursts
a%e!ta &enos a trans&isiones de tra&aslos errores suelen !on!entrarse en tra&as es(e!+%i!as
di%+!il de !orregir
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Estrategias para tratar errores
Dete!!i#n
redundan!ia en la in%or&a!i#n (er&ite dete!tar la(resen!ia de un error$ (ero no (er&ite identi%i!ar enu< )its
el re!e(tor tiene ue (edir la retrans&isi#n de la tra&aerr#nea
Corre!!i#n
redundan!ia en la in%or&a!i#n (er&ite dete!tar$lo!ali:ar ' !orregir el error en la tra&a
en ingl
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"edundancia
'atos /tiles4 mits
;edundancia4 rits
m rits
cu!nta redundancia es necesaria para detectar o
corregirxerrores de it en una palara cdigo9
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distancia Hamming de 3
#istancia $amming
)a distancia ?amming entre dos palaras cdigo es el n/merode its en el :ue son diferentes
Ejemplo4 111
1111111
@A;
)a distancia ?amming de un cdigo entero es la mnimadistancia entre dos palaras !lidas del cdigo
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Cunta distancia $amming%
ara dete!tar derrores. distan!ia ?a&&ing de d@ 1
ara !orregir derrores. distan!ia ?a&&ing de 2d@ 1
Ejemplo4
cdigo de B data its 1parity bitpara :ue el n/mero de 1s sea siempre padistancia ?amming de este cdigo es 2puede detectar 1 error de it
si se recibe se sabe "ue #ay un error
Ejemplo4
cdigo con palaras , 11111, 11111, 1111111111distancia ?amming de este cdigo es &puede corregir 2 errores de it
si se recibe $ el receptor sabe "ue la palabra c%digo con menos
distancia Hamming es
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Cunta redundancia%
se necesitan 2mpalaras cdigo !lidas
para cada palara cdigo !lida *ar! npalaras
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11
111
11
111
11
Cdigo $amming
se enu&eran los )its de la (ala)ra !#digo de i:uierda a dere!0a
el )it en (osi!i#n 2&ser un )it deparity de una (arte de la (ala)ra!#digo
el )it en (osi!i#n 2&de(ende delparityde todos los )its !u'a (osi!i#nen %or&ato )inario tiene el )it !orres(ondiente 2&a igual a 1
E/e&(lo. un !#digo !on 7 )its 9tiles ne!esita 4 )its deparity
1111 xx1x11x11 2 3 " & D B F 111
x11x11x11 2 3 " & D B F 111
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parityits incorrectos
Corregir errores con el cdigo $amming
Cada n9&ero nse !o&(one de &anera 9ni!a !o&o la su&a de
&ulti(les de 2 Conse!uen!ia. si n 2'@ 2y@ B @ 2z $ el )it en (osi!i#n ndeter&ina
los )its deparityen (osi!iones'$ y$$z
El re!e(tor enton!es *eri%i!a todos los )its de (arit' en (osi!i#n 2'' ;$ 1$ 2$
Si (or e/e&(lo los )its deparityen (osi!iones i$(' keranin!orre!tos$ el )it err#neo es el )it en (osi!i#n 2 i@2(@2k
1111111 2 3 " & D B F 1 11
11111111 2 3 " & D B F 1 11
transmisi%n con error
el error est! en it 2">D
Emisor ;eceptor
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$amming slo corrige errores aislados
111 111111 1111111 111111 111111
frame
frame in!lido
11
error burst
111 111111 1111111 111111 111111
frame
1 1
errores aislados corregibles
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Corregir errores urst con $amming
111 111111 1111111 111111 111111
frame
111
1111111111111
111111
111111
11 111 11111 11 1111
frame
1111 11 1 11111
error burst corregible
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Cyclic "edundancy Check )C"C*
!ada se!uen!ia de k)its se !onsidera un (olino&io de orden k1!on
!oe%i!ientes ; ' 1.
se elige un (olino&io generador ' de orden r !on (ri&er ' 9lti&o)it 1
se !onstru'e el framede la siguiente &anera
it1.....it+ 7it18Cx&G1 ... 7it&8Cx
'emplo1111 xB xD x2 x
datos
mitsc*ec+sum
rits
(ara ue F' sea di*isi)le (or '$ 0a!iendo di*isi#n dulo 2
polinomio H7x8
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Clculo del checksum para C"C
1 Aade r)its al %inal del %ra&e original$ (ara ue re(resente el
(olino&io'rG H'
2 Di*ide el (olino&io'rG H' (or el (olino&io generador '
3 Resta el resto de la di*isi#n del (olino&io'rG H'
4 El resultado T" es di*isi)le (or " ' re(resenta el %ra&e &s suchecksumue se en*iar
datos
mits......
rits
polinomio $7x8
polinomioxrC $7x8
1......11
1......11
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E(emplo C"C
Datos. 11;1;11;;11
enerador. 1;;11 '4@'@1
1 Aade 4 )its a los datos. 11;1;11;;11;;;;
2 Di*ide el resultado &odulo 2 (or 1;;11.
1111111111
1111
111
111111
1
1
11
111
111111
11
11111
111
111;
3 Resta el resto de la tra&a.
11;1;11;;11;;;;111;
11;1;11;;11111;
y este n/mero es diisile por 111
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Propiedades C"C
CRC dete!ta todos los errores de )it sen!illos
CRC dete!ta errores &ulti(les i&(ares
CRC dete!ta errores de urstde longtud r
los !l!ulos &odulo 2 se suelen 0a!er r(ido$ en 0ardare
Est!ndar IEEE 24
@32 @2D @23 @22 @1D @12 @11 @1 @ @B @& @" @2 @ 1
corresponde a la secuencia 111111111111111
C l d fl ( + d i -
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Control de flu(o: +stop,and,!ait-
Emisor ;eceptor
trama i
trama i1
ac+
ac+...
...
C t l d fl ( l i f t
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Control de flu(o en un canal imperfecto
Emisor ;eceptor
trama i
trama i1
ac+
..trama i1
...
i
i./
C t l d fl ( l i f t
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Control de flu(o en un canal imperfecto
Emisor ;eceptor
trama i
ac+
...trama i
...
trama io i1 9
i
0 t ti " t " t )0"2*
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0utomatic "epeat "e1uest )0"2*
Emisor ;eceptor
ac+ i
..
..trama i i
ac+ i1
trama i1 i1
slo puede
llegar io i1
i
i./
0 t ti " t " t )0"2*
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0utomatic "epeat "e1uest )0"2*
Emisor ;eceptor
ac+
..
..trama i
ac+
trama i1 1
trama i2
3
/
3
Comunicacin i direccional
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Comunicacin i,direccional
utili:ar dos !anales no es *ia)le
utili:ar %ra&es 9ni!a&ente (ara trans&itir !on%ir&a!ioneses &u' ine%i!iente
solu!i#n.piggyacking$ a(ro*e!0ar tra&as de datos (aratrans(ortar ta&)i
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0"2 idireccional con piggyacking
# J
trama #ino ac+ 1
trama Jno ac+
trama #i1no 1 ac+
trama J1no 1 ac+ 1
trama #i2no ac+ 1
trama J2no ac+
trama #i3no 1 ac+
tramaKesperada>1
tramaKaKeniar>
tramaKesperada>tramaKaKeniar>1
tramaKesperada>1
TramaKaKeniar>
tramaKesperada>1
tramaKaKeniar>1
tramaKesperada>
tramaKaKeniar>
tramaKesperada>1
tramaKaKeniar>1
0"2 idireccional con piggyacking
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0"2 idireccional con piggyacking
# J
trama #ino ac+ 1
trama Jno ac+
trama #i1no 1 ac+
trama Jno ac+
tramaKesperada>1
tramaKaKeniar>
tramaKesperada>1
tramaKaKeniar>1
trama #i1no 1 ac+ tramaKesperada>
tramaKaKeniar>1
no es la trama esperada4
descartar
trama J1no 1 ac+ 1
Stop and !ait )y 0"2* es ineficiente
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Stop,and,!ait )y 0"2* es ineficiente
!anal satelite de 5;J)=s ' 5;;&s retraso de ida ' *uelta
el en*+o de una tra&a de 1;;; )its !uesta 2;&s
(ero el e&isor tiene ue es(erar 52;&s 0asta re!i)ir !on%ir&a!i#n
se utili:a s#lo a(ro"i&ada&ente 4K del an!0o de )anda del !anal
E/e&(lo.
Solu!i#n.pipelining
eniar nframes antes de esperar confirmacin
pero "u* pasa cuando una trama
de la serie llega con errores
Protocolos de ventana deslizante
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Protocolos de ventana deslizante
eniados y
confirmados
eniados pero
no confirmados
eniales no eniales
todaa
entana deslizante
Protocolos de ventana deslizante
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Protocolos de ventana deslizante
eniados y
confirmadoseniados pero
no confirmados
eniales no enial
todaa
entana deslizante
nueva confirmaci%n
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4o,ack n )n56*
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,#ora elemisor espera
#asta recibir
un evento
4o,ack n )n56*
Emisor ;eceptor
7
trama
trama 1
trama 2
trama 3
trama "
trama
trama 2
trama 3
el recep
desc
las tram
#asta rec
tram
ac+
ac+ 1
ac+ 2
4o,ack n: error en ack
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4o ack n: error en ack
Emisor ;eceptor trama
trama 1
trama 2
trama 3
trama "
ac+
ac+ 1
ac+ 2
0
ac& - implica
ac&
4o,ack n: tama8o ventana
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4o ack n: tama8o ventana
Emisor ;eceptor trama
trama "
trama
trama "
ac+ "
ac+ "
9
es un ac& de las
nuevas 3$ o unaretransmisi%n del
ac& de las 3
anteriores
tramas pendientes ac&L max n/mero de secuencia
0
0
Selective repeat
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Selective repeat
Emisor ;eceptor trama
trama 1
trama 2
trama 3
trama "
trama
trama 2
trama 1
trama 2
el rece
almac
las tram
espera
tram
ac+
ac+ 1
na+ 2
ac+ "
ac+
ac+ 2
.a& - reenvo
trama -/
00 y siguo con el
orden anterior
el receptor dee reorganizar los pa:uetesM
Protocolos de enlace estndar
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Protocolos de enlace estndar
(ync*ronous 'ata )in+ -rotocol 7(')-8 IJ$
#danced 'ata
%ommunication %ontrol
-rocedure 7#'%%-8
?ig* )eel 'ata )in+ %ontrol
7?)'%8#N(I I(
)in+ #ccess -rocedure 7)#-8
)#-GJ
IT
ITO
Trama $9#C
-
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11 11direcci%n control
datos
c#ec&sum
1D P
flag %;%
1 3 3
se: ac+
1
para una trama de datos
flag