12 - Protocolos

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Introdução

Protocolos e Divisão em Camadas

Professor: Arlindo Tadayuki Noji Instituto de Ensino Superior Fucapi - CESF2

Introdução

Porque os Protocolos são necessários?

Detalhe: o hardware permite a transferência pura e simples dos bits no meio


Introdução

Os aplicativos não trabalham diretamente com o hardware para transmitir dados;

Eles contam com a ajuda de um software especial para tratar dos problemas de comunicação: ex: erros, correção, recuperação, tradução, atrasos, etc.

Os protocolos para comunicação, geralmente são divididos em vários camadas.


Introdução

Os objetivos são:

– Garantir a eficiência;– Ter uma camada que trata especificamente de um problema;– Facilidade de projetar, analisar e testar;– Flexibilidade;– Interface simplificada entre aplicação e o hardware.


Modelo de camadas

Modelo de camadas ISO(Open System Interconnection)

– Define 7 camadas:


As setes camadas

Atualmente, o modelo ISO é pouco usado, mas serve para fornecer explicações de funcionamento e as relações existentes entre a aplicação e a complexidade do hardware numa comunicação de dados;

Cada camada representa o nível mais baixo até o nível mais alto de um componente de protocolo de uma rede.

Motivos pelas quais não vingou:– Momento ruim– Tecnologia ruim– Implementação ruim– Politica Ruim


As setes camadas

Camada 1, Físico: Corresponde ao hardware básico. Responsável pelo envio de sinais eletricos representando os bits “1” e “0”;

Camada 2, Link de Dados: Organiza os dados em quadros e especifica com os dados devem ser transmitidos. Elimina os erros de transmissão e faz controle de fluxo de dados: Ex: checksum, byte stuffing;

Camada 3, Rede: Especifica como são atribuídos os endereços e como são encaminhados os dados ao longo da rede. É responsável em resolver os problemas de ligacoes de redes diferentes;

Camada 4, Transporte: Trata de como tornar a transferência confiável, é parte mais complexa da camada. Define varios tipos de serviços e pode assegurar que todos fragmentos de dados, divididos em pacotes sejam entregues ao destino;

Camada 5: Sessão: Define como estabelecer uma sessão de comunicação com um sistema remoto: ex: como fazer Login, saber quem é o usuário;

Camada 6: Apresentação: é necessário para traduzir as diferentes representações de números e caracteres;

Camada 7, Aplicativo: Especifica como um aplicativo em particular usa a rede; Ex: Como definir o nome do arquivo;


Pilhas de protocolo

Em geral, o nome pilha de protocolo refere-se ao conjunto de protocolos que compõe o software de protocolo;

Muitos empresas fornecem suas pilhas que projetam seus protocolos baseados nos conceitos de pilhas ou camadas, mas apesar disto, são incompatíveis entre sí por diferirem em alguns detalhes;

Novell NETWARE Banyam System Corp. VINES Apple Computer Corp. Apple Talk Digital Equipament Corp. DECNET IBM SNA Outros TCP


Pilha de protocolo

Ex:


Múltiplos cabeçalhos aninhados

Normalmente cada camada insere um cabeçalho antes de passar os dados para a camada inferior:


Técnicas usadas por protocolos

Verificação de Bit de paridade, CRC, Checksum (Link de Dados);

Detecção de erros e correção de erros (Transporte);

Controle para sequenciamento para as entregas fora de ordem;

– Para sistemas sem conexão;– Que mudam de rota;– O lado remetente inclui um número sequencial que informa ao receptor a

ordem correta dos pacotes;



Sequenciamento para eliminar pacotes duplicados– O algoritmo de sequenciamente já trata desse problema;

Retransmitindo Pacotes Perdidos;– Normalmente quando um transmissor envia pacotes, eles sempre

aguardam uma confirmação de recebimento por parte receptor, caso não receba a confirmação no devido tempo (temporização) ele re-envia novamente os dados.

– Esta técnica gera o problema de introduzir pacotes duplicados;



Evitando Repetições Causadas por Atrasos Excessivos;

– Uma fonte de atraso típico num sistema de comutação é switch de pacotes;– Atrasos extraordinários podem levar a erros de replays;

Ex: Dois computadores concordam em se comunicar as 13:00; Um computador envia uma sequência de dez pacotes para o outro; Um problema de hardware faz com que o pacote 3 sofra um atraso; Algumas rotas mudam para evitar o problema de hardware; Software de protocolo remetente retransmite o pacote 3, e os pacotes restantes

são transmitidos sem erros; As 13:05 os dois computadores concordam em transmitir outros dados; Depois que o segundo pacote chega, o terceiro pacote da comunicação anterior

chega logo em seguida causando um problema que não será detectado;



Controle de Fluxo para prevenir Atropelamento de Dados– Nem todos os computadores trabalham na mesma velocidades;– A técnica de confirmação após o envio evita o problema, mas gera

atrasos;

Janela Deslizante:– Consistem em ambos os computadores, remetente e receptor

combinarem um tamanho fixo de uma janela deslizante;– A idéia básica é que o remetente envie na sequência sem perda de

tempo vários pacotes de uma vez. O receptor por sua vez deve enviar uma confirmação a medida que os pacotes chegam intactos;

– Por questões de segurança, os quadros na janela só são descartados após a chegada da confirmação do receptor



A janela Deslizante pode aumentar muito o throughput!



Tw=TgxW

Tw=min(B,TgxW)



Mecanismos para evitar congestionamentos:– Alternativas:

switch com bufferização; retransmissões; O swicth avisar o transmissor; Adicionar um bit nos pacotes transmitidos para que no acknowledment o

receptor avise o transmissor para ir mais devagar;

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