Fundamentos de Redes de Computadores

Comutação, Codificação e Detecção de Erros

Prof. Ricardo J. Pinheiro

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Resumo

Comutação

Circuito

Mensagem

Pacote

Codificação em banda básica

Detecção de erros

Paridade

CRC

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Comutação

Alocação dos recursos da rede para a transmissão de dados.

Questões como roteamento e alocação de canais.

Três tipos:

Circuito.

Mensagem.

Pacote.

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Comutação por circuito

Pressupõe um caminho dedicado de comunicação entre o transmissor e o receptor.

Três fases:

1.Estabelecimento do circuito

Antes da comunicação, um circuito é criado.

Alocação de rotas entre as estações.

Permanece dedicado até o fim da fase 3.

2.Transferência de informação

3.Desconexão do circuito

O circuito é desfeito, pela ação de uma das estações envolvidas.

Sinais de desalocação devem ser enviados a todos os nós intermediários do circuito.

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Comutação por circuito

Vantagem

Sempre terá taxa de

transmissão disponível quando

as estações se comunicarem.

Desvantagem

Se a comunicação no circuito não for constante e contínua, há desperdício do meio físico.

O caminho pode ser um caminho físico, canais de frequência ou canais de tempo.

Exemplo: Sistemas telefônicos.

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Comutação por mensagem

Não é necessário um caminho dedicado.

Mensagem recebe o endereço de destino e é transmitida de nó em nó.

Em cada nó há roteamento com base no endereço.

Ocorrência de filas de envio – caminho ocupado e outras mensagens aguardando o envio.

Vantagem

Maior aproveitamento dos canais.

Desvantagens

Filas de envio podem ser muito grandes.

Tamanho das mensagens pode ser muito grande.

Caso algum nó perca a mensagem, é preciso transmiti-la toda de novo.

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Comutação por pacotes

Semelhante à comutação

por mensagens.

A mensagem é dividida

em pacotes de tamanho limitado.

Todos os pacotes

recebem o endereço de destino.

Cada pacote pode seguir por um enlace diferente.

Vantagens

Melhor aproveitamento do canal.

Se há perda de pacotes, envia-se de novo o que se perdeu e não tudo.

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Comutação por pacotes

Desvantagens

O atraso de entrega dos pacotes é aleatório.

É preciso mecanismos sofisticados de detecção de erros e perda de pacotes – o que é lento.

Pacotes sempre serão aceitos, mesmo com o congestionamento dos enlaces.

Comparação com a comutação por circuito

Circuito: Apropriada para um fluxo constante e contínuo de informação, e dispensa empacotamento da mensagem, já que a informação tem destino garantido.

Pacotes: Apropriada para tráfego em rajadas, com intervalos de silêncio seguidos por grande tráfego. Pode-se ter prioridades para melhorar a transmissão em certos casos.

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Comutação Rápida

Circuitos

Técnicas que permitem que a alocação e liberação de conexões seja rápida, para liberar rapidamente o circuito.

Usado em alguns sistemas de telefonia analógica.

Pacotes

Técnicas que permitem que o processamento dos nós intermediários seja menor e mais rápído.

Usado em redes ATM.

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Codificação em banda básica

Banda básica

Largura de banda grande o bastante para transmitir sem usar modulação.

Sem modems e transmite em alta velocidade.

Tipos de transmissão

Assíncrona

Relógios não sincronizados.

Quadros (bits) de informação transmitidos e acrescidos de bits de início, fim e paridade (detecção de erros).

Síncrona

Relógios sincronizados, seja por canal separado ou por pedidos de sincronização.

Dispensa bits de início, fim e paridade.

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Codificação em banda básica

Tipos de codificação

NRZ

Non Return to Zero

A mais simples de todas.

Relógios ajustados e sincronizados - difícil.

Manchester

Modulação em fase dos dados e do relógio.

Guarda a transição do sinal: Bit 0 – transição positiva; bit 1 – transição negativa.

Manchester Diferencial

Segunda metade tem a polaridade inversa da primeira.

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Detecção de erros - Paridade

Forma mais simples de redundância para detecção de erros.

Acrescenta-se no final dos 7 bits do quadro um bit, de forma que a soma dos bits 1 seja sempre par.

Exemplo:

100100111 – O último bit é 1 para termos 4 bits ligados – número par.

111011100 – O último bit é 0 para termos 6 bits ligados – número par.

101011100 – O último bit é 1, e temos 5 bits ligados – número ímpar – erro na transmissão.

Limitado: Se um número par de bits for alterado, ele não detecta o erro.

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Detecção de erros - CRC

Esquema mais sofisticado do que a paridade.

Para cada quadro com k bits, cria-se um polinômio de ordem k-1.

Exemplo: 1001101 = X7+X4+X3+X

No transmissor, o polinômio de cada quadro é dividido por um polinômio gerador, de ordem n.

É transmitido, junto com cada quadro, o resto da divisão, que é o FCS.

No receptor, é feita a mesma divisão, e o resto obtido é comparado com o resto que foi transmitido.

Se forem iguais, o quadro foi transmitido corretamente. Se forem diferentes, houve erros na transmissão.