Camada de Enlace Flashcards
Qual a principal responsabilidade da camada de enlace?
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)
Cite três características que tornam os protocolos da camada de enlace diferentes dos protocolos das camadas inferiores.
- Canais podem introduzir erros
- Permitem uma taxa máxima de transferência
- Possuem um tempo de propagação diferente de zero
Dê três exemplos de questões de projeto relacionadas à camada de enlace.
- 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
Quais são os três principais tipos de serviço que a camada de enlace oferece para a camada de rede?
- Sem conexão não confirmado
- Sem conexão confirmado
- Com conexão confirmado
Como funciona um serviço sem conexão não confirmado? Quando deve usar esse tipo de serviço?
- 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.
Como funciona um serviço sem conexão confirmado? Quando deve usar esse tipo de serviço?
- 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
Como funciona um serviço com conexão confirmado?
- 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
Quais são as três fases envolvidas em um serviço com conexão confirmado?
- Estabelecimento da conexão
- Transferência de dados
- Término da conexão
No que consiste o problema de Framing? Qual camada é responsável por resolvê-lo?
Framing consiste em delimitar corretamente os quadros. É responsabilidade da camada de enlace.
Dê três exemplos de soluções para o problema de Framing.
- 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
Como funciona a contagem de caracteres no contexto de Framing? Qual é seu maior problema ?
- 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
Como funciona a técnica de caracteres de início e fim de quadro no contexto de Framing? Onde é geralmente usado?
- 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
Como funciona a técnica de flags de início e fim de quadro no contexto de Framing?
- 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
Como funciona a técnica de violações de código da camada física no contexto de Framing?
- 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
Qual é o principal objetivo do Controle de erro na camada de enlace?
Entregar em ordem e sem repetição os dados recebidos da camada física para a camada de rede
Dê três exemplos de mecanismos utilizados pelo Controle de erro.
- 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
Qual é o principal objetivo do Controle de fluxo na camada de enlace?
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
O que é e como funciona a confirmação na carona (Piggybacking) ?
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
Dê duas vantagens e uma desvantagem da confirmação na carona.
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?
O que é e como funciona a janela deslizante ?
- 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
Cite três pontos de atenção ao se construir um protocolo de janela deslizante.
- 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
Como ocorre a confirmação de recebimento em um protocolo de janela deslizante?
PDUs aceitas são confirmadas na carona de uma PDU de dados (piggybacking) ou por uma PDU de controle
No contexto de protocolos da camada de enlace, que tipo de problema é resolvido utilizando-se pipelining?
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.
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.
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).
Como funciona o Go Back n do lado do receptor e do lado do transmissor?
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.
Como funciona o Selective Repeat do lado do receptor?
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.
Qual o tamanho máximo que uma janela de transmissão/recepção pode ter para que não haja sobreposição de id’s?
Numa janela de tamanho n podem ser transmitidos no máximo n/2 quadros para não haver sobreposição de id’s
Quais são as duas subcamadas que compõem a camada de enlace?
– MAC - Medium Access Control na camada inferior
– LLC - Link Logical Control com funções de controle lógico do enlace
O que é o controle de acesso ao meio na camada de enlace de dados?
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.
Quais são os três tipos de transmissão?
- Unicast: um envia para um
- Broadcast: um envia para todos
- Multicast: um envia para vários
Quais são as três premissas por trás da alocação dinâmica de canal?
- 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
Dê dois exemplos de política de transmissão de quadros ao longo do tempo envolvidas na alocação dinâmica de canal.
– Qualquer instante (continuous time)
– Instantes pré-determinados (slotted time)
Como funciona o protocolo Aloha puro?
No Aloha puro, os quadros são enviados assim que possível.
Como funciona o protocolo slotted Aloha?
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.
Como funciona o protocolo CSMA 1-persistent?
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
Por que o protocolo CSMA 1-persistent tem esse nome? Qual característica intrínseca dos protocolos da camada de enlace mais impacta seu desempenho?
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
Como funciona o protocolo CSMA não persistente?
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
Como funciona o protocolo CSMA p-persistente? Quando ele é usado?
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
O que significa a sigla CSMA? Qual é o elemento básico de funcionamento desse tipo de protocolo ?
Carrier Sense Multiple Access.
Estações escutam o meio por curto período antes de transmitir, procurando identificar transmissões em curso
Como funcionam os protocolos CSMA/CA e CSMA/CD?
- CSMA/CA: collision avoidance
– Receptor identifica colisão pelo checksum - CSMA/CD: collision detection
– Transmissor identifica colisão
– Transmissão de código de colisão (jamming)
No protocolo CSMA/CD, quanto tempo uma estação deve esperar para saber se houve uma colisão ou não?
2x o tempo de propagação no cabo de ponta-a-ponta
Quando ocorre o problema da estação exposta? De que forma é possível resolvê-lo?
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).
Quando ocorre o problema da estação escondida? De que forma é possível resolvê-lo?
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.
Como funciona o mecanismo de handshake (RTS/CTS)? Quais problemas ele resolve?
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.
O que é um quadro (frame) na camada de enlace de dados?
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.
O que é a técnica CSMA/CD?
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.
Qual é a diferença entre endereçamento MAC e IP?
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.
O que é uma colisão na camada de enlace de dados?
Uma colisão ocorre quando dois dispositivos tentam transmitir dados simultaneamente no mesmo meio de comunicação, resultando na perda dos dados transmitidos.
O que é um protocolo de detecção de erros?
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.
O que é um endereço MAC?
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).
O que é a técnica de controle de fluxo “Stop and Wait”?
“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.
ual é a função do protocolo ARP na camada de enlace?
O ARP (Address Resolution Protocol) mapeia endereços IP para endereços MAC dentro de uma rede local, permitindo que os dispositivos se comuniquem diretamente.
O que é a técnica de “Acknowledgment” (ACK) na camada de enlace de dados?
“Acknowledgment” (ACK) é uma técnica onde o receptor envia uma confirmação ao transmissor indicando que um quadro foi recebido corretamente.
