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CONTROL DE ERRORES

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DETECCIN DE ERRORES

Ejecutada por el receptor y consiste en tenermecanismos para saber si lo que ha llegado estcorrecto o no.

Si est correcto debe ser procesada y enviada al nivelinmediatamento superior.

Si est mala, debe ignorarlo o tratarlo de corregir. Se utilizan cdigos detectores de errores Algunas tcnicas para la deteccin de errores son:

Duplicidad Paridad Cdigos de Redundancia Cclica

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PARIDAD

Puede ser par o impar Se adiciona un bit a cada caracter, y este bit completar

un nmero par de 1s o un nmero impar de 1s. Ej: Paridad par: 01011010[0], 11000100[1] Ej: Paridad impar: 11011001[1], 10101101[0]

Su eficiencia es del 50% Puede combinarse paridad horizontal o vertical

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CDIGO DE REDUNDANCIA CICLICA - CRC

Los mensajes en la red se tratan como POLINOMIOS concoeficientes 0 y 1.

Un mensaje de k bits, se considera un polinomio x^(k-1) ax^0.

Tanto transmisor como receptor deben tener un acuerdorespecto al POLINOMIO GENERADOR G(x)

Definamos M(x) el polinomio del mensaje original delongitud m bits y de grado m-1.

El grado de M(x) debe ser mayor que el de G(x). El algoritmo para calcular la Suma de Comprobacin es: Sea r el grado de G(x), agrege r bits en 0 al final del

mensaje, quedando x^rM(x)

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CRC (cont.)

Divida x^rM(x) entre G(x) usando divisin mdulo 2. Reste el residuo a x^rM(x) usando resta modulo 2 Este resultado llamado T(x) es el que se transmite por la

red En el lado del receptor al realizar la operacin T(x) / G(x)

el residuo debe ser 0, de lo contrario hubo un error

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CORRECCIN DE ERRORES

Estas acciones se toman cuando la unidad de datosesta mala.

Una de las tcnicas ms utilizadas es la deRETROALIMENTACIN, que consiste en avisarle alORIGEN del xito o fracaso de la transmisin.

La otra forma de corregir es en el mismo destino,generalmente se conocen como tcnicas de Correccinde Errores Adelante (Forward Error Correction FEC),se utilizan tcnicas de cdigos correctores de errorescomo el de Hamming y tcnicas de Entrelazado

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CDIGO CORRECTORES DE ERRORES - HAMMING

Se tiene unidades de datos de m bits, adicionamos r bitsredundantes, entonces la longitud total es: n = m + r.

Palabra cdido = datos + bits redundantes. La cantidad de bits en los que difieren DOS palabras

cdigo, se le conoce como DISTANCIA HAMMING d. Si dos palabras cdigo estn tienen una distancia d, se

requieren d errores de bit para convertir una en la otra Normalmente todas las combinaciones de 2^m son

posibles, pero dependiendo de la forma en como secalculan los bits redundantes, no ser posible que se detodas las 2^n combinaciones.

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HAMMING (cont.)

La propiedad de deteccin y correccin dependen de sudistancia:

PARA DETECTAR d ERRORES se necesita un cdigocon distancia d+1

PARA CORREGIR d ERRORES se necesita un cdigocon distancia 2d+1

Por ejemplo con PARIDAD par o impar, que es uncdigo de un bit, tiene una distancia 2.

Ejemplo de correccin: cdigo con 4 palabras vlidas:00000000, 11110000, 00001111, 11111111.

El cdigo tiene una distancia d = 5, lo que significa quepuede corregir errores dobles

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CORRECCIN DE ERRORES MEDIANTERETRANSMISIN

Las tcnicas de correccin mediante Retransmisin,consiste en que el receptor informa al transmisin por elxito o fracaso de la transmisin.

Los protocolos en los cuales el receptor envia unreconocimiento POSITIVO, suele llamarse PAR (positiveacknowledgment with retransmission) o ARQ (automaticrepeat request)

El transmisor debe activar temporizadores de espera deACKs o NAKs, si expira este timer, se procede a laretransmisin.

Para evitar Duplicados se deben numerar los mensajes.

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RETRANSMISIN (cont.)

Los temporizadores deben elegirse con suficientetiempo para enviar datos y recibir el ACK.

Se pueden distinguir 3 protocolos de ventanadeslizante. Parada y espera: Tamao de ventana transmisora = 1 Repeticin no selectiva o Regresar a n (GoBackN): Tamao de

ventana receptora = 1 Repeticin Selectiva: Tamao de ventana receptora > 1.

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PROTOCOLO SIMPLE DE PARADA Y ESPERA

Efecto del timeout corto

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Stop and Wait (cont)

En el protocolo anterior podemos distinguir lassiguientes caracteristica: El protocolo esta diseado principalmente para canales simplex o

cuando se utiliza en canales full-duplex, siempre los receptoresdeben enviar los ACKs respectivos, esto claramente congestion msla red.

Dependiendo del tiempo de ida (datos) y vuelta (ack), un transmisorpasar la mayor parte del tiempo esperando y por lo tanto laeficiencia del ancho de banda ser muyt bajo (ejemplo: canalsatelite).

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Stop and Wait (cont)

Una primera mejora al protocolo, es aprovechar los canales full-duplex, es que cuando un receptor recibe los datos, no transmiteun mensaje inmediatamente de ACK, sino que espera que el nivelsuperior le envie datos para a la vez que se envian estos altransmisor original (que ahora se convertir en un receptor) seagregue un campo de control donde se indique el estado de larecepcin pasada. Esto se conoce como Incorporacin(piggybacking).

Con la tcnica de incorporacin, debemos manejar TIMERs paradeterminar el envio independiente de un ACK al no obtener unmensaje del nivel superior.

Respecto a la ineficiencia del uso del ancho de banda por parte deltransmisor, se soluciona con la premisa que el transmisor podraenviar varios mensajes sin espera que lleguen los acks.

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FUNDAMENTOS DE VENTANAS DESLIZANTES

Cada marco debe ser numerado o secuenciado con unvalor entre 0 y un mximo (2^n -1).

Se utiliza un campo de nmero de secuencia de n bits Se tiene Ventana del Transmisor y Ventana del

Receptor. La Ventana del Transmisor, son todos los mensajes que

puede ENVIAR sin esperar ACK. Los nmeros desecuencia en la ventana del transmisor, son todos losmensajes que se han enviado y que no han sidoreconocidos.

La Ventana del Receptor, son todos los mensajes quepuede ACEPTAR

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FUNDAMENTOS DE VENTANAS DESLIZANTES (cont.)

Ambas ventanas no tienen que tener el mismo tamaoni rango.

En algunos protocolos los tamaos de las ventanas sonfijos y en otras variable.

El transmisor debe mantener todos los mansajes noreconocidos en buffers.

En todos los mensajes debemos incorporar un campopara nmero de secuencia (seq) y un campo paranmero de acuse de recibo (ack)

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FUNDAMENTOS DE VENTANAS DESLIZANTES (cont.)

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VENTANA DESLIZANTE DE PARADA Y ESPERA

Tamao de ventana del transmisor de 1, n = 1. Caso particular del protocolo de parada y espera

REPETICIN NO SELECTIVA GOBACK-N

El protocolo anterior no tiene mayor problema, siempreque el tiempo de propagacin sea bajo, pero esta es unasituacin no muy real, sobre todo en la parte MAN oWAN.

Por ejemplo un canal satelite a 50 Kbps, con un tiempode ida y vuelta de 500 ms, si enviamos un mensaje de1000 bits

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REPETICIN NO SELECTIVA GOBACK-N (cont.)

El tiempo de transmisin es 20 ms y solo despues de520 ms estaremos recibiendo el ACK. Segun esto laeficiencia del canal es 20/520, aprox. 4 %.

La solucin esta en permitir enviar w mensajes antes debloquearse, en lugar de uno solo.

La idea es transmitir varios mensajes durante el tiempode ida y vuelta.

El tamao de la ventana del transmisor debe ser de (2^n-1 ), no como podria esperarse de un tamao 2^n,porque?, porque con un tamao de ventana de 2^npuede duplicarse totalmente los mensajes de unaventana.

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REPETICIN NO SELECTIVA GOBACK-N (cont.)

Lgicamente antes que el transmisor pueda enterarse que sucediocon los paquetes enviados, pueden haber llegado muchos malos,es claro que los malos seran eliminados, pero que debe hacer unreceptor con los mensajes que si han llegado buenos, pero que anno se pueden enviar al nivel superior? hay dos soluciones, unaplanteada para el caso de GoBackN, en el cual, los mensajesbuenos pero en desorden SON DESCARTADOS. El otro enfoqueser el de la repeticin selectiva en el cual el receptor no eliminalos mensajes que llegan buenos despues de uno malo y adems eltransmisor solo retransmite los mensajes malos (aunque puedetardar algn tiempo para saber cuales son malos) y el receptorposee reconocimientos acumulativos.

Estos dos enfoques poseen un compromiso entre ancho de banday buffers.

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REPETICIN SELECTIVA

Este esquema posee un mejor aprovechamiento del ancho debanda.

En este esquema se permite que el receptor almacene mensajes endesorden, siempre y cuando caigan en el rango de la ventana delreceptor, pero a diferencia del anterior caso se presenta unproblema que puede duplicar mensajes, esto se puede dar por elsolape de dos ventanas de recepcin consecutivas que puedentener los mismos nmeros de secuencia.

La solucin a esto es tener tamaos de ventana del receptor nomayor a la mitad de la capacidad de secuenciamiento e igualmenteeste debe ser el nmero de buffers.

Cuando se detectan mensajes malos, podra reclamarse laretransmisin unicamente de un mensaje especificado, esto realizamediante el envio de reconocimientos negativos (NAK)especificando que mensaje quiere que se le retransmita.