HDLC
– Control de Enlace de Datos de Alto Nivel:
Capas de Protocolo de Comunicación , Protocolos de Enlace, Ejemplo de Capa de Enlace
viernes, 20 de febrero de 2015
ESPECIFICACIÓN Y VERIFICACIÓN DE PROTOCOLOS
Protocolo IP
La interconexión de distintas redes, tanto locales como de área extensa o metropolitana, introduce un problema de comunicación al involucrarse distintos sistemas de direccionamiento a veces incompatibles entre sí (tal y como decíamos al hablar del protocolo ARP). El protocolo IP (Internet Protocol) es el que se encarga de resolver estas diferencias definiendo un espacio de direcciones universal por encima de las direcciones hardware que cada red define. Esto permite que máquinas conectadas a redes remotas, y probablemente con direccionamiento hardware incompatible, puedan comunicarse a través de este protocolo.
El protocolo IP es el pilar básico de Internet (red de redes, interconectadas a nivel mundial) que permite la interconexión de redes abstrayéndose de las diferentes tecnologías de red existentes. Es, en su totalidad, un protocolo software que está desligado de los detalles del hardware de red, característica fundamental para la interconexión redes.
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Redes Conectadas a través de routers IP. |
En la figura, podemos observar una de estas redes IP que contienen redes Ethernet y FDDI. Este podría ser el ejemplo de la antigua red de la UPV que consistía en una única red IP compuesta por diversos segmentos de red Ethernet conectados por una troncal basada en un doble anillo FDDI. Los elementos que separan estos segmentos de red, los puentes o bridges, trabajan a nivel de trama (nivel 2 OSI), por lo que una difusión Ethernet (dirección destino: FF:FF:FF:FF:FF:FF), se propagará a todas las máquinas de la red IP. Esta difusión no pasa a través de la pasarela R1, ya que esta define la frontera de la red IP y por otro lado trabaja con los paquetes de nivel 3...
PROTOCOLO DE VENTANA DESLIZANTE
El protocolo de ventana deslizante tiene la función de la transmisión de datos bidireccional de la capa de enlace de datos. La ventana deslizante es un dispositivo de control de flujo de tipo software, es decir, el control del flujo se lleva a cabo mediante el intercambio específico de caracteres o tramas de control, con los que el receptor indica al emisor cuál es su estado de disponibilidad para recibir datos.
Es necesario para no inundar al receptor con envíos de tramas de datos, que el receptor al recibir datos sean procesarlos, si no lo realiza a la misma velocidad que el transmisor los envía, se verá saturado de datos, y parte de ellos se pueden perder. Para evitar tal situación la ventana deslizante controla este ritmo de envíos del emisor al receptor...
PROTOCOLOS ELEMENTALES DE ENLACE
Protocolos de Enlaces de Datos
Control de Enlace de Datos de Alto Nivel (HDLC HIGH-LEVEL
DATA LINK CONTROL): es un protocolo del nivel de enlace (de acuerdo al modelo de
referencia OSI), orientado a la conexión.
Especificado por la ISO,
basado en el SDLC de IBM.
Sus características básicas son:
- Orientado a bit.
- Control de flujo.
- Control de errores
- Protocolo de ventanas deslizantes.
HDLC
define tres tipos de estaciones:
- Estación primaria: Controla las operaciones de enlace; Los marcos enviados se conocen como comandos u ordenes; Mantiene separado el enlace lógico de cada estación secundaria.
- Estación secundaria: Controlada por la estación primaria; Los marcos enviados se conocen como respuestas.
- Estación combinada: Puede emitir tanto comandos como respuestas.
El
protocolo permite configurar el enlace de dos formas:
Balanceado:
- Dos estaciones combinadas.
- Soporta full-duplex y half-duplex.
No balanceado:
- Una estación primaria y una o más estaciones secundarias.
- Soporta full-duplex y half-duplex.
Formato de trama HDLC:
- FLAG: Un patrón de 8 bits 01111110 que indican el comienzo y el fin de la trama HDLC .
- ADDRESS: Es relevante únicamente para configuración No Balanceada. Posee la dirección de una estación secundaria, ya sea que ésta reciba la transmisión o emita una respuesta.
- CONTROL: Éste campo varía de acuerdo a la especificación de los datos transportados. Existen tres categorías de HDLC:
- Información (I-frame) – Lleva datos.
- Supervisión (S-frame) – Transporta comandos y respuestas.
- Innumerados (U-frame) – Transporta secuencias de comandos adicionales.
- FCS: Utiliza para detección de errores CRC (Cyclic Redundancy Check).....
DETECCIÓN Y CORRECCIÓN DE ERRORES
Para
garantizar la correcta llegada de los datos al receptor, se requiere que
este retransmita un acuse de recibo.
Sin
embargo, no es suficiente con los acuses de recibo, ya que un marco
completo puede perderse por algún problema que presente el medio; en
tal situación, el receptor no emitiría ningún acuse de recibo
negativo, con lo cual aparentemente no existiría ningún problema.
Para
solventar este problema, además se introducen temporizadores, con
los cuales, si después de cierto tiempo no se recibe un marco o
acuse, se vuelve automáticamente a retransmitir.
Los
temporizadores tienen que ver con la latencia, ya que se considera
cuanto tiempo debe tomar, en condiciones normales, para que se
propague un paquete, sea procesado por el receptor y retorne un acuse
de recibo.
Códigos de Corrección de Errores: los
diseñadores de redes han desarrollado dos estrategias principales
para manejar los errores. Una es incluir suficiente información
redundante en cada bloque de datos transmitido para que el receptor
pueda deducir lo que debió ser el caracter transmitido a este se le
conoce como código
de corrección de errores .
La otra estrategia es incluir suficiente redundancia para permitir
que el receptor sepa que ha ocurrido un error y entonces solicita una
retransmisión a este se le conoce como códigos
de detección de errores.
En
los canales altamente confiables como la fibra, es mas económico
utilizar un código de detección errores y simplemente retransmitir
los bloques defectuosos que surgen ocasionalmente. En los canales que
causan muchos errores, como los enlaces inalámbricos es mejor
agregar la redundancia suficiente a cada bloque para que el receptor
pueda describir cual era el bloque original transmitido.
Como
ejemplo sencillo de código de detección de errores, es el que
agrega un bit de paridad a los datos. Este bit se escoge de modo que
la cantidad de bits 1 en la palabra código sea par o impar
dependiendo del código.

Código
Polinominal: este
tipo de códigos se basan en el tratamiento de cadenas de bits como
representaciones de polinomios con coeficiente de cero y uno
solamente.
Cuando
se emplea este método, el receptor y el emisor deben acordar por
adelantado un polinomio
generador. Tanto lo
bits de orden mayor y menor del generador deben ser 1.
CAPA DE ENLACE
Diseño de la Capa de Enlace: la capa de enlace tiene como objetivo proporcionar un medio de comunicación
que parezca libre de errores.
Para
ello, se implementan diversos algoritmos de detección y corrección
de errores.
Lo
anterior se debe a que los dispositivos que colocan los bits en el
medio, así como el medio mismo ocasionalmente inducen errores.
Por
otra parte, también intervienen los factores externos. La capa de enlace de datos
tiene que desempeñar varias funciones especificas:
- Proporcionar una matriz de servicio bien definida con la capa de red
- Manejar los errores de transmisión
- Regular el flujo de datos para que receptores lentos no sean saturados por emisores rápidos
Para
cumplir con estas metas, la capa de enlace toma de la capa de red los
paquetes y los encapsula en tramas
para transmitirlos. Cada trama contiene un encabezado, un campo de
carga útil para almacenar el paquete y un terminador o final
Servicios Proporcionados a la Capa de Red: La función de la capa de
enlace es suministrar servicios a la capa de red. El servicio
principal es transferir datos de la capa de red en la máquina de
origen a la capa de red en la máquina de destino. En la capa de red
de la maquina de origen hay una entidad, llamada proceso, que entrega
algunos bits a la capa de enlace de datos para transmitirlos a la
máquina de destino. El trabajo de la capa de enlace de datos es
transmitir los bits a la maquina de destino, para que puedan ser
entregados a su capa de red. La capa de enlace puede
diseñarse para ofrecer varios servicios....
CAPAS DE PROTOCOLO
Las funciones del protocolo se dividen en capas. Este enfoque permite una mejor separación de las funciones del protocolo, ademas de modularidad en el software. El manejo del concepto de capas permite que las actualizaciones de software sean desplegadas sin afectar cada nodo de la red. Cada capa puede ser independiente, transparente a las capas superior e inferior. El único requerimiento establecido es que la interfaz con que se comunican las capas sea compatible con las capas adyacentes. En las capas superiores se utiliza una interfaz propietaria para respaldar las funciones especificas del protocolo. Las capas inferiores pueden estar orientadas a conexión mientras que las capas superiores no tienen conexión (y viceversa).
- Capa Física: la capa 1 convierte la unidad de datos, incluyendo los encabezados del protocolo, en una señal eléctrica u óptica para transmitir sobre la red.
- Capa de Enlace: se encarga de proporcionar comunicaciones de nodo a nodo. Los protocolos que funcionan en esta capa no están relacionados con el contenido de los datos del usuario o los datos residentes en las capas superiores.
- Capa de Acceso de Red: es la capa responsable de la transferencia de los datos entre la computadora anfitriona y la red, su función es una transferencia confiable de los datos.
- Capa de Transporte: asegura que los datos sean recibidos en el mismo orden en que fueron transmitidos.
- Capa de Sesión: responsable de mantener un dialogo con la aplicación del anfitrión de destino en un protocolo orientado a conexión.
- Capa de Presentación: se utiliza con terminales para comunicar cuantos caracteres deberían mostrarse en la terminal. La encriptación y comprensión se proporciona en esta capa.
- Capa de Aplicación: proporciona funciones de administración para respaldar aplicaciones distribuidas.
Capas del Modelo OSI.
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