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Redes de Computadores > Camada de Enlace > Flashcards

Camada de Enlace Flashcards

1
Q

Qual a principal responsabilidade da camada de enlace?

A

Garantir uma comunicação confiável e eficiente entre dois computadores adjacentes (Adjacente significa que dois computadores estão fisicamente ligados por um canal de comunicação FIFO (first-in-first-out), ou seja, que preserva a ordem que os bits foram enviados)

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Q

Cite três características que tornam os protocolos da camada de enlace diferentes dos protocolos das camadas inferiores.

A
  • Canais podem introduzir erros
  • Permitem uma taxa máxima de transferência
  • Possuem um tempo de propagação diferente de zero
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3
Q

Dê três exemplos de questões de projeto relacionadas à camada de enlace.

A
  • Serviços oferecidos para a camada de rede
  • Formas de agrupar os bits da camada física em quadros
  • Tratamento de erros de transmissão
  • Controle de fluxo
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4
Q

Quais são os três principais tipos de serviço que a camada de enlace oferece para a camada de rede?

A
  • Sem conexão não confirmado
  • Sem conexão confirmado
  • Com conexão confirmado
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5
Q

Como funciona um serviço sem conexão não confirmado? Quando deve usar esse tipo de serviço?

A
  • Conexão não é estabelecida a priori
  • Quadros independentes são enviados da origem para o destino que não envia nenhuma confirmação de volta
  • Quadros perdidos são ignorados e tratados pelas camadas superiores

Esse serviço é adequado para situações em que a taxa de erro é baixa e/ou é necessário tráfego em tempo real.

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6
Q

Como funciona um serviço sem conexão confirmado? Quando deve usar esse tipo de serviço?

A
  • Conexão não é estabelecida a priori
  • Quadros enviados pela origem são confirmados pelo destino
  • Origem usa um mecanismo de temporização para reenviar quadros não confirmados

Serviço apropriado para canais não confiáveis como comunicação sem fio

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7
Q

Como funciona um serviço com conexão confirmado?

A
  • É necessário estabelecer uma conexão antes de transferir dados
  • Quadros são recebidos corretamente
  • Camada de enlace pode entregar os quadros em ordem para a camada de rede
  • O serviço oferecido para a camada de rede é de uma seqüência de bits corretos
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8
Q

Quais são as três fases envolvidas em um serviço com conexão confirmado?

A
  • Estabelecimento da conexão
  • Transferência de dados
  • Término da conexão
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9
Q

No que consiste o problema de Framing? Qual camada é responsável por resolvê-lo?

A

Framing consiste em delimitar corretamente os quadros. É responsabilidade da camada de enlace.

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10
Q

Dê três exemplos de soluções para o problema de Framing.

A
  • Inserir intervalos de tempo entre transmissões de quadro
  • Fazer contagem de caracteres
  • Inserir caracteres de início e fim de quadro com preenchimento (stuffing) de caracteres
  • Inserir flags (seqüências especiais de bits) de início e fim de quadro com preenchimento de bits
  • Usar violações de código da camada física
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11
Q

Como funciona a contagem de caracteres no contexto de Framing? Qual é seu maior problema ?

A
  • Usa um campo no cabeçalho para especificar o número de caracteres no quadro
  • Problema: erro nesse campo faz com que o receptor perca a sincronização
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12
Q

Como funciona a técnica de caracteres de início e fim de quadro no contexto de Framing? Onde é geralmente usado?

A
  • Quadro é delimitado por caracteres especiais: DLE STX e DLE ETX
  • Um DLE no meio de um quadro é prefixado por outro DLE (character stuffing) para distinguir do fim de quadro
  • Método usado em protocolos orientados a caracteres
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13
Q

Como funciona a técnica de flags de início e fim de quadro no contexto de Framing?

A
  • Quadros são delimitados por uma seqüência especial de bits (flag) que possui o padrão 01111110.
  • Bits são transmitidos de forma transparente:
  • TX ao encontrar cinco bits 1 consecutivos insere um bit 0
  • RX ao receber cinco bits 1 seguido de um bit 0 remove o bit 0
  • Processo conhecido como bit stuffing
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14
Q

Como funciona a técnica de violações de código da camada física no contexto de Framing?

A
  • Método é baseado numa característica da camada inferior
  • Existem códigos de transmissão que possuem uma transição no meio do período de transmissão de um bit
  • O início e fim de quadro são determinados por um código de transmissão inválido

é usado no padrão IEEE 802

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15
Q

Qual é o principal objetivo do Controle de erro na camada de enlace?

A

Entregar em ordem e sem repetição os dados recebidos da camada física para a camada de rede

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16
Q

Dê três exemplos de mecanismos utilizados pelo Controle de erro.

A
  • Confirmação positiva e negativa de quadros pelo destinatário
  • Temporização de quadros enviados pela origem
  • Número de seqüência de quadros
  • Retransmissão de quadros um número finito de vezes
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17
Q

Qual é o principal objetivo do Controle de fluxo na camada de enlace?

A

Evitar que TX envie mais quadros que a capacidade de processamento de RX. Para isso, geralmente usa-se algum mecanismo de realimentação para que o TX saiba sobre o estado do RX.

Normalmente existem regras que usam um mecanismo explícito ou implícito para fazer o controle de fluxo

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18
Q

O que é e como funciona a confirmação na carona (Piggybacking) ?

A

Seja o seguinte protocolo ponto-a-ponto entre entidades A e B:
- Usa confirmação
- A transmissão de dados é full-duplex

É possível embutir numa PDU de dados enviada de B para A a confirmação de uma PDU de dados enviada de A para B já recebida (o mesmo para o caso
contrário) .Isto é conhecido como confirmação na carona ou Piggybacking

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19
Q

Dê duas vantagens e uma desvantagem da confirmação na carona.

A

Vantagens:
- Melhor utilização do canal
- Utiliza apenas alguns bits ao contrário de uma PDU de controle
- Menos PDUs a processar
- Possivelmente menos buffers no RX

Desvantagem:
- Cria-se um novo problema: Se não há uma PDU para ser enviada de B para A, quanto tempo deve-se esperar para confirmar uma PDU já enviada e recebida de A para B?

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20
Q

O que é e como funciona a janela deslizante ?

A
  • Cada PDU tem um campo de número de seqüência de n bits
  • O transmissor mantém um conjunto de números de seqüência que pode enviar, conhecido como janela de transmissão (sending window)
  • O receptor mantém um conjunto de números de seqüência que pode receber, conhecido como janela de recepção (receiving window)
  • Números dentro da janela de transmissão representam PDUs enviadas mas não confirmadas, ou não transmitidas ainda

Os tamanhos das janelas de transmissão e recepção não precisam ser os mesmos

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21
Q

Cite três pontos de atenção ao se construir um protocolo de janela deslizante.

A
  • PDUs transmitidas e não confirmadas devem ser mantidas em buffers
  • Deve haver um temporizador associado a PDU transmitida a mais tempo
  • Números dentro da janela de recepção representam PDUs que podem ser aceitas
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22
Q

Como ocorre a confirmação de recebimento em um protocolo de janela deslizante?

A

PDUs aceitas são confirmadas na carona de uma PDU de dados (piggybacking) ou por uma PDU de controle

23
Q

No contexto de protocolos da camada de enlace, que tipo de problema é resolvido utilizando-se pipelining?

A

Quando um fator externo (como o tempo de propagação) torna inviável enviar os quadros e esperar a confirmação de maneira individual. Pipelining permite, então, o envio de vários quadros em sequência e a retransmissão dos que forem necessários.

24
Q

Qual a principal questão a ser resolvida ao se usar pipelining no contexto de protocolos da camada de enlace? Cite duas soluções para esse problema.

A

Imagine que um quadro com erro no meio de uma seqüência deve ser ignorado ao chegar no RX. O que o RX deve fazer com os quadros corretos restantes?

Duas soluções básicas são retransmitir a partir do quadro errado (go back n) e repetir seletivamente (selective repeat).

25
Q

Como funciona o Go Back n do lado do receptor e do lado do transmissor?

A

O receptor ignora todos os quadros recebidos a partir do quadro errado e confirma somente os quadros recebidos corretamente em sequência.

O transmissor temporiza o primeiro quadro não confirmado e o retransmite. Esse processo é repetido até todos os quadros serem confirmados ou até um quadro ultrapassar o limite de tentativas de retransmissão.

26
Q

Como funciona o Selective Repeat do lado do receptor?

A

O receptor ignora somente os quadros recebidos com erro, mantendo os enviados posteriormente sem erro armazenados em um buffer. Ao confirmar os quadros recebidos, o receptor mandará a confirmação com o identificador do último quadro recebido corretamente.

27
Q

Qual o tamanho máximo que uma janela de transmissão/recepção pode ter para que não haja sobreposição de id’s?

A

Numa janela de tamanho n podem ser transmitidos no máximo n/2 quadros para não haver sobreposição de id’s

28
Q

Quais são as duas subcamadas que compõem a camada de enlace?

A

– MAC - Medium Access Control na camada inferior
– LLC - Link Logical Control com funções de controle lógico do enlace

29
Q

O que é o controle de acesso ao meio na camada de enlace de dados?

A

O controle de acesso ao meio é responsável por determinar como os dispositivos em uma rede compartilham o canal de comunicação para evitar colisões e conflitos.

30
Q

Quais são os três tipos de transmissão?

A
  • Unicast: um envia para um
  • Broadcast: um envia para todos
  • Multicast: um envia para vários
31
Q

Quais são as três premissas por trás da alocação dinâmica de canal?

A
  • Existem n estações independentes que geram quadros a serem transmitidos; a estação fica bloqueada até o quadro ser totalmente transmitido

-Todas estações compartilham um único canal de comunicação para transmissão e recepção. Do ponto de vista de hardware, as estações são equivalentes. Do ponto de vista de software, as estações podem ter prioridades

– A transmissão “simultânea” de dois ou mais quadros por estações diferentes causa uma colisão. Estações são capazes de detectar colisões. Quadros envolvidos em colisões devem ser transmitidos posteriormente

32
Q

Dê dois exemplos de política de transmissão de quadros ao longo do tempo envolvidas na alocação dinâmica de canal.

A

– Qualquer instante (continuous time)
– Instantes pré-determinados (slotted time)

33
Q

Como funciona o protocolo Aloha puro?

A

No Aloha puro, os quadros são enviados assim que possível.

34
Q

Como funciona o protocolo slotted Aloha?

A

No Slotted Aloha, cada estação monitora o canal. Se tiver dados para transmitir, ela aguarda o início do próximo slot. Ao chegar o início do slot, a estação transmite seu quadro. Caso não haja colisão, a transmissão é bem-sucedida. Se ocorrer uma colisão, a estação aguarda um tempo aleatório antes de retransmitir em um slot futuro. O Slotted Aloha é mais eficiente que o Aloha Puro, pois reduz a probabilidade de colisões, mas ainda assim pode sofrer de congestionamento em redes com alto tráfego.

35
Q

Como funciona o protocolo CSMA 1-persistent?

A

Uma estação ao desejar transmitir escuta o canal
* Se estiver ocupado espera até ficar livre
* Transmite o quadro quando o canal fica livre
* Se ocorre uma colisão, a estação espera um tempo aleatório e começa o processo todo novamente

36
Q

Por que o protocolo CSMA 1-persistent tem esse nome? Qual característica intrínseca dos protocolos da camada de enlace mais impacta seu desempenho?

A

É chamado 1-persistent porque sempre transmite ao verificar que o canal está desocupado, ou seja, probabilidade = 1 de transmitir, se canal está
livre.

O tempo de propagação tem um efeito importante no desempenho do protocolo

37
Q

Como funciona o protocolo CSMA não persistente?

A

Similar ao 1-persistent. A diferença é que, ao verificar que o canal está ocupado, espera um período de tempo aleatório e começa o processo
novamente

38
Q

Como funciona o protocolo CSMA p-persistente? Quando ele é usado?

A

É usado em canais com slots (períodos de tempo)

– Estação escuta o canal
– Se livre, transmite com probabilidade p
– Se não transmitir, espera até o próximo slot (q = 1 – p)
– Repete o processo novamente no próximo slot
– Se ocorre colisão, a estação espera um tempo aleatório e repete o processo

39
Q

O que significa a sigla CSMA? Qual é o elemento básico de funcionamento desse tipo de protocolo ?

A

Carrier Sense Multiple Access.
Estações escutam o meio por curto período antes de transmitir, procurando identificar transmissões em curso

40
Q

Como funcionam os protocolos CSMA/CA e CSMA/CD?

A
  • CSMA/CA: collision avoidance
    – Receptor identifica colisão pelo checksum
  • CSMA/CD: collision detection
    – Transmissor identifica colisão
    – Transmissão de código de colisão (jamming)
41
Q

No protocolo CSMA/CD, quanto tempo uma estação deve esperar para saber se houve uma colisão ou não?

A

2x o tempo de propagação no cabo de ponta-a-ponta

42
Q

Quando ocorre o problema da estação exposta? De que forma é possível resolvê-lo?

A

O problema da estação exposta ocorre quando existem duas estações B e C ao alcance de uma estação A. A manda uma mensagem para B. C também recebe essa mensagem e por isso não se comunica com D.

É possível resolver o problema usando um mecanismo de handshake (RTS/CTS).

43
Q

Quando ocorre o problema da estação escondida? De que forma é possível resolvê-lo?

A

O problema da estação escondida ocorre quando existem duas estações B e C ao alcance de uma estação A. Tanto B quanto C enviam simultaneamente uma mensagem para A e ocorre uma colisão.

44
Q

Como funciona o mecanismo de handshake (RTS/CTS)? Quais problemas ele resolve?

A

Ele resolve os problemas da estação exposta e estação escondida

  • A envia RTS para B.
    – B responde com um CTS.
    – Ao receber o CTS, A envia seu quadro e dispara um temporizador por um ACK.
    – Ao receber corretamente o quadro, B responde com um ACK, finalizando a comunicação.
    – Se o temporizador de A expirar, o procedimento é repetido.
  • C está dentro do alcance de A, e pode receber o RTS.
    – Se recebe, C sabe que alguma estação vai transmitir e desiste de enviar qualquer dado até o término da transmissão.
    – Na informação passada no RTS, C pode estimar quanto tempo irá gastar toda a transmissão, incluindo o envio do ACK. Assim, C seta como ocupado um canal virtual, indicado por NAV (Network Allocation Vector).
    – D não escuta o RTS, mas escuta o CTS, e também seta o NAV como ocupado.
45
Q

O que é um quadro (frame) na camada de enlace de dados?

A

Um quadro é uma unidade de dados formada na camada de enlace de dados, contendo informações como o endereço MAC, dados e verificações de erro, como o CRC.

46
Q

O que é a técnica CSMA/CD?

A

CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) é um protocolo de controle de acesso ao meio usado em redes Ethernet para evitar e detectar colisões durante a transmissão de dados.

47
Q

Qual é a diferença entre endereçamento MAC e IP?

A

O endereço MAC é um identificador único atribuído a interfaces de rede e opera na camada de enlace, enquanto o endereço IP identifica dispositivos em uma rede de forma lógica, operando na camada de rede.

48
Q

O que é uma colisão na camada de enlace de dados?

A

Uma colisão ocorre quando dois dispositivos tentam transmitir dados simultaneamente no mesmo meio de comunicação, resultando na perda dos dados transmitidos.

49
Q

O que é um protocolo de detecção de erros?

A

Protocolos de detecção de erros, como o CRC (Cyclic Redundancy Check), são usados para verificar a integridade dos dados transmitidos e garantir que não houve alterações durante a transmissão.

50
Q

O que é um endereço MAC?

A

O endereço MAC (Media Access Control) é um identificador único atribuído a uma interface de rede, usado para a comunicação de dispositivos dentro de uma rede local (LAN).

51
Q

O que é a técnica de controle de fluxo “Stop and Wait”?

A

“Stop and Wait” é um método de controle de fluxo onde o transmissor envia um quadro e espera uma confirmação do receptor antes de enviar o próximo quadro.

52
Q

ual é a função do protocolo ARP na camada de enlace?

A

O ARP (Address Resolution Protocol) mapeia endereços IP para endereços MAC dentro de uma rede local, permitindo que os dispositivos se comuniquem diretamente.

53
Q

O que é a técnica de “Acknowledgment” (ACK) na camada de enlace de dados?

A

“Acknowledgment” (ACK) é uma técnica onde o receptor envia uma confirmação ao transmissor indicando que um quadro foi recebido corretamente.

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