Protocolos de nivel de enlace Dra.Carmen Moliner Departamento de Telemática ISPJAE Cuba

Modelo OSI aplicación AH Aplicación (7) PH Presentación (6) SH Sesión (5) TH Transporte (4) Red (3) RH Enlace (2) EH Físico (1) Dpto. De Telemática

Modelo OSI aplicación aplicación AH (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (1) PH PH SH SH TH TH RH RH EH EH RED Dpto. De Telemática

Modelo OSI aplicación aplicación Protocolo Ap AH (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) PH Protocolo Pres. SH Protocolo Ses.. TH Protocolo Tpte. RH Protocolo Red EH ProtocoloEnlac. ProtocoloFisico RED Dpto. De Telemática

Enlace Comunicación entre dos dispositivos contiguos (conectados directamente), ya sean estaciones o dispositivos de interconexión. enlace Importante, enlace es la comunicación entre dispositivos contiguos, asi una comunicación puese ser establecida a través de múltiples enlaces. enlace enlace* nodo

Nivel de Enlace Recibe paquetes del nivel de red y entrega tramas al nivel físico. Transforma el canal de transmisión en un enlace virtualmente libre de errores. Responsable de la transmisión de tramas entre dos máquinas directamente conectadas. Garantiza control de flujo y direccionamiento en comunicaciones multipuntos.* Dpto. De Telemática

Objetivos de los protocolos de nivel de enlace Sincronización de trama Control de flujo Control de errores Direccionamiento Transparencia Gestión del enlace Permitir la definición de diferentes configuraciones de línea* Más adelante se definen estas funcionnes. Dpto. De Telemática

Sincronización de trama Los datos son organizados en bloques denominadas tramas. El significado de los bits depende de la posición en la trama. La sincronización de trama reconoce el inicio y fin de cada trama. Se logra con patrones establecidos en el protocolo denominados de sincronismo.* Dpto. De Telemática

Control de flujo La estación que envía no lo debe hacer a una velocidad más rápida que la posibilidad de la estación receptora. Se alcanza a través de mensajes de control entre las estaciones en los que la receptora indica su posibilidad de recibir nuevas tramas.* Dpto. De Telemática

Direccionamiento Permite identificar la identidad de las dos estaciones que intercambian información. Imprescindible en configuraciones multipunto. Innecesaria en configuraciones punto a punto aunque incluida para dar uniformidad a las tramas.* Dpto. De Telemática

Transparencia Es necesario que cada receptor distinga entre datos de usuario e información de control, pues ambos llevan la misma vía. Permite patrones arbitrarios en los campos de datos de usuarios.* Dpto. De Telemática

Gestión del enlace Intercambio de mensajes para la definición de modos de trabajo Se requiere cooperación entre las estaciones para ESTABLECER MANTENER LIBERAR el enlace* Dpto. De Telemática

Configuración de línea Los protocolos de nivel de enlace permiten establecer diferentes configuraciones de línea. Tres características definen la configuración de línea: Topología Sentido de la comunicación disciplina de línea * Dpto. De Telemática

Disciplina de línea Reglas que determinan el empleo de la línea Ejemplo: Modo balanceado (ambas estaciones pueden iniciar la transmisión). Modo desbalanceado (una estación es principal y gobierna el uso de la línea).* Dpto. De Telemática

Ejemplo de Disciplina de línea desbalanceada Sel. Datos ACK P S Estación seleccionada para envío de datos.* Poll: Encuesta Sel.: Seleccion P S Poll Datos ACK Estación encuestada TX datos P S Poll NAK Estación encuestada nada que TX. La encuesta invita a una estación a transmitir si tiene necesidad de ello, mientras que la selección solicita estado de la estación secundaria para recibir información de la primaria Dpto. De Telemática

Tipos de protocolos de nivel de enlace Orientados a caracteres Realiza sus funciones con el empleo de caracteres Orientados a bits Emplea bits para el cumplimiento de sus funciones que tienen significado según la posición en la trama* Dpto. De Telemática

BSC (Binary Synchronous Communication) Protocolo orientado a caracter y creado por IBM. Brinda servicio orientado a conexión. Protocolo Semiduplex. Emplea caracteres de control para cumplir sus funciones Caracteres para formatear Caracteres de dialogo Carácter para alcanzar transparencia.* Dpto. De Telemática

Caracteres para formatear Cada trama comienza con dos o mas caracteres de sincronismo. Encabezamiento: el encabezamiento de la trama se inicia con el carácter SOH. El campo de texto se inicia con el carácter STX y concluye con ETX o ETB. La cola son dos caracteres de detección de errores. Etc.*. SOH: Start of Header STX: Start of Text. ETX: End of Text. ETB: End of Transmission Block Dpto. De Telemática

Caracteres de dialogo ACKo, ACK1, ENQ, NAK. Ej. de dialogo: SYN SYN EOT SYN SYN [direccion] ENQ SYN SYN EOT SYN SYN [direccion] NAK ACKo y ACK1, Confirmaciones o reconocimientos positivas NAK: Reconocimiento negativo. SYN: Caracteres de sincronismo. ENQ Invitación a transmitir. Dpto. De Telemática

Protocolos orientado a caracter BSC Emplea caracteres de control para formatear la trama, para dialogo entre estaciones y para alcanzar la transparencia. Ante mensajes largos, los divide en bloques para mantener efectividad en el control de errores. SYN SYN SOH STX Texto CCB Encabe- zamiento ETB o ETX Trama no transparente para tx. de caracteres de texto SOH : Start of Header STX : Start of Text ETB: End of Transmission Block ETX: End of Text ACK: Reconocimiento positivo NAK: Reconocimiento negativo ENQ: Carácter de dialogo CCB: Carac. Control Bloque paridad o CRC 16*

BSC: Trama transparente SYN SYN SOH DLE STX Texto DLE CCB Encabe- zamiento ETB o ETX Para tx de cadenas binarias. Se alcanza la transparencia con la inserción por parte del transmisor de un DLE adicional cuando aparece un DLE en el campo de datos. El receptor desecha todo DLE que precede a otro DLE.* Dpto. De Telemática

Principales limitaciones de BSC BSC es semiduplex con parada y espera (no tiene campo de numeración de trama). BSC es dependiente del código. El control de errores se aplica sólo al campo de texto. Es ineficiente al emplear caracteres completos para el cumplimiento de sus funciones.* Dpto. De Telemática

Protocolos orientados a bit Permiten operación duplex Permiten Cx. balanceada y desbalanceada. Permiten empleo de transmisión continua para el control de errores. Son independientes del código. Alta eficiencia, cumplen las funciones con bits, no con caracteres completos. Alta confiabilidad, protegen toda la trama contra errores.* Dpto. De Telemática

Protocolo orientado a bit: HDLC HDLC: High Data Link Control Es el protocolo más importante de nivel de enlace, se toma como base para otros protocolos.* Dpto. De Telemática

Características Básicas de HDLC Define tres tipos de estaciones: ESTACIONES PRIMARIAS: controlan la operación del enlace y emiten tramas comandos. ESTACIONES SECUNDARIAS:Opera bajo el control de la primaria y emiten tramas respuestas. ESTACIONES COMBINADAS: combinan las condiciones de primaria y secundaria y pueden emitir comandos y respuestas.* Dpto. De Telemática

Tipos de estaciones Primaria Secundaria Comandos Respuestas Primaria Combinada Comandos Respuestas Respuestas Comandos Dpto. De Telemática

HDLC define dos configuraciones de enlaces Configuración desbalanceada Consiste en la configuración en la que hay una estación primaria y las restantes son secundarias Configuración balanceada Consiste en dos estaciones combinadas.* Dpto. De Telemática

Configuraciones de enlace Primaria Comandos Respuestas Configuración Desbalanceada Secundaria Combinada Comandos Respuestas* Respuestas Comandos Configuración Balanceada Dpto. De Telemática

Modos de trabajo del HDLC Modo respuesta normal NRM Configuraciones desbalanceadas. La secundaria sólo transmite con permiso de la primaria. Modo balanceado asíncrono ABM Configuración balanceada. Modo de respuesta asíncrono ARM Configuración desbalanceada, la secundaria puede iniciar transmisión sin necesidad de permiso pero la primaria mantiene la responsabilidad de la línea.* Dpto. De Telemática

Modos de trabajo NRM: usado en configuraciones multipunto en que una computadora se comunica con terminales. ABM: Es el modo mas empleado, hace uso eficiente del medio de transmisión al no requerirse mensajes de encuestas.(X.25) ARM: Poco usado, requerido para circunstancias en que la secundaria requiera iniciar la comunicación.* Dpto. De Telemática

Estructura de Trama HDLC Band. Dir. Control Información FCS Band. 8 8 8 o 16 variable 16 o 32 8 bits extensible Bandera: 0 1 1 1 1 1 1 0 identifica inicio y fin de trama. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11.... 16 ••• 8n 0 0 1 Campo de direcciones extensible en la práctica 8-16

Campo de Control I: Información S: Supervisión U: No numerada Band. Dir. Control Información FCS Band. I: Información S: Supervisión U: No numerada 0 N(S) P/F N(R) 1 2 3 4 5 6 7 8 Indican el tipo de trama 1 0 S P/F N(R) 1 1 M P/F M

Campo de control de Trama de Información 0 N(S) P/F N(R) 1 2 3 4 5 6 7 8 Transportan información de usuarios y ejecuta acciones de ARQ N(S): Número de secuencia de trama que se envía N(R): Número de secuencia de la trama que se espera recibir. Hay opciones de campos N(S) y N(R) de 7 bits (Modos extendidos). Permite transmisión continua y operación duplex!!!!*

Trama de Información: P/F 1 2 3 4 5 6 7 8 0 N(S) P/F N(R) P/F: Bit P (Poll) para las tramas comandos Bit F (Final) para las tramas respuestas Empleado para encuestar a las secundarias sobre el estado en que se encuentra. Ante una trama comando con el bit P=1, la secundaria tiene que dar reconocimiento a la trama. F=1 Indica que es la última trama* . Dpto. De Telemática

Campo de control de Trama de Supervisión 1 0 S P/F N(R) 1 2 3 4 5 6 7 8 No transportan información de usuario, sólo cumple funciones de control. S: RR Receptor Listo (C/R) RNR Receptor no Listo (C/R) REJ Reconocimiento negativo (Ir N atrás) (C/R) SREJ Reconocimiento negativo (Retransmisión selectiva) (C/R)*

Campos de control en tramas extendidas En modos extendidos se dedican campos de 7 bits a N(S) y N(R). 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 0 N(S) P/F N(R) I 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16* 1 0 S --- P/F N(R) S

Campo de control de trama U No numerada 1 2 3 4 5 6 7 8 1 1 M P/F M Las tramas U brindan operaciones de control suplementarias y fijan modos de trabajo. Dpto. De Telemática

Ejemplos de tramas U Establecimiento de modo de respuesta normal (SNRM/SNRME) C “ de modo asincrónico balanceado (SABM/SABME) C “ de modo de repuesta asincrónico (SARM/SARME) C Desconexión (Disc) C Termina conexión lógica Solicitud desconexión (RD) R Reset (RSET) C Resetear N(S) y N(R) Reconocimientos. R etc.* Dpto. De Telemática

Campo de información Transporta información de usuario Band. Dir. Control Información FCS Band. bits 8 8 8 o 16 variable 16 o 32 8 extensible Transporta información de usuario Presente sólo en tramas I y algunas U. Longitud variable con un máximo definido por el sistema pero en número de octetos enteros*.

Campo FCS Secuencia de control de trama, empleada para la detección de errores, emplea un CRC -16 pero hay opciones de CRC-32. P(x) = x16 + x12 + x5 + 1* Band. Dir. Control Información FCS Band. bits 8 8 8 o 16 variable 16 o 32 8 extensible Dpto. De Telemática

Función de transparencia 01111110 01111110 Bandera Bandera Es preciso evitar que una secuencia de datos con un patrón de bandera pueda ser confundida con una bandera. Esto se evita insertando en el transmisor un “0” tras la ocurrencia de cinco “1”. En el receptor todo “0” tras cinco “1” es descartado.* Dpto. De Telemática

Función de transparencia Patrón original 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 10 1 0 1 1 1 1 1 01 1 1 1 0 0 1 1 1 1 10 0 1 1 Patrón transmitido tras la inserción de bits El receptor descarta todo “0” tras cinco “1” 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1* Dpto. De Telemática

Información Comandos y Respuestas HDLC 1 2 3 4 5 6 7 8 0 N(S) P/F N(R) Nombre com./resp. Descripción Información (I) C/R Intercambio de datos de usuario* Dpto. De Telemática

Comandos y Respuestas para tramas S en HDLC 1 2 3 4 5 6 7 8 1 0 S P/F N(R) Nombre com./resp. Descripción Receptor listo (RR) C/R Reconoc. +, listo para recibir. Receptor no listo (RNR) C/R Reconoc.+, no listo . para recibir. Rechazo (REJ) C/R Reconoc. - N bloq. atrás. Rechazo select. (SREJ) C/R Reconoc. - Retrans. select. Dpto. De Telemática

Operación de HDLC Consiste en el intercambio de tramas I, S y U entre dos estaciones. El enlace se inicializa para que las tramas se intercambien de forma ordenada. A continuación se realiza la transferencia de datos. Por último se realiza la desconexión * Dpto. De Telemática

Etapa de Inicialización Se realiza a través de comandos de inicialización que especifica el Modo de trabajo solicitado, (NRM, ABM, o ARM) a través de tramas M. Se define si los campos de N(S) y N(R) serán de 3 bits o de 7 bits. * Dpto. De Telemática

Etapa de transferencia de datos Tras la inicialización la conexión está hecha. Ambos lados transfieren información comenzando por la trama con N(S) = 0. Se intercambian tramas S según el control de errores y de flujo demande.* Dpto. De Telemática

Etapa de desconexión Cualquiera de las dos estaciones puede iniciar la desconexión mediante una trama comando de desconexión o mediante una trama respuesta de solicitud de desconexión.* Dpto. De Telemática

Ejemplos de operación: Establecimiento y desconexión Primaria A B Secundaria SABM, P SABM, P Time out UA, F • Transferencia de datos DISC, P UA, F*

Ejemplos de operación: Establecimiento y desconexión combinada SABM, P combinada UA, F • Transferencia de datos DISC, P UA, F* Dpto. De Telemática

Intercambio de datos en dos direcciones N(S) N(R) A B A B I, 0, 0 I, 0, 1 I, 1, 1 I, 2, 1 I, 1, 3 I, 3, 2 I, 2, 4 I, 3, 4 RR, 4* Dpto. De Telemática

Condición de ocupado B A A B I, 3, 0 RNR, 4 RR, 0, P RNR, 4, F RR, 4, F I, 4, 0* Dpto. De Telemática

Reconocimiento negativo B A I, 3, 0 B * I, 4, 0 I, 5, 0 REJ, 4 I, 4, 0 I, 5, 0 I, 6, 0* Dpto. De Telemática

Recuperación de un time out Primaria Secundaria A B I, 2, 0 P A B RR, 3 F * I, 3, 0, P Time out RR, 0, P RR, 3, F I. 3, 0, P RR, 4 F* Dpto. De Telemática

Control de Flujo de Ventana Deslizante W= 3 I(0,0) I (0,0) I(1,0) I(2,0) RR(1) RR(3) RR(1) I(3,1)* A B Dpto. De Telemática

Protocolo LAPB Link Access Procedure Balanced: Emitido por la UIT como parte de su estándar de red de conmutación de paquetes X.25. Es un subconjunto de HDLC con el modo balanceado. Igual formato de trama que HDLC. Está diseñado para un enlace punto a punto entre una terminal sincrónica y un nodo de conmutación de paquetes.*

Tipos de tramas en LAPB Comandos Respuestas S RR RR RNR RNR REJ REJ U SABM UA DISC DM FRMR* I I ------- La tramas FRMR es el rechazo de una trama con error y estas tramas contienen un campo e datos de 24 bits que da informacion de la trama con error y el motivo por el que se rechaza la misma. UA es para reconocer las tramas de supervision que noson numeradas. Solo puede haber una trama de control pendiente de reconocimiento, por eso UA no lleva campo de numeracion, no hay ambgueddes Dpto. De Telemática

Direccionamiento en LAPB Direcciones Sentido de la información Comandos Respuestas DTE==> DCE 01 Hex (B) 03 Hex (A) DCE==> DTE 03 Hex (A) 01 Hex (B) dir DTE = dir A = 03 dir DCE = dir B = 01

Funciones, Resumen Funciones protocolo de nivel de enlace: Permitir la transferencia de información entre estaciones directamente conectadas. Control de flujo control de errores sincronía de trama permitir transparencia direccionamiento gestión del enlace (establecimiento, transferencia y liberación) etc..*

Tipos de protocolos, resumen Orientados a carácter (BSC) (ineficientes) Orientados a bit (Ej. HDLC) (más eficientes) Modos de trabajo de HDLC NRM Modo de respuesta normal ABM Modo asíncrono balanceado ARM Modo de respuesta asíncrono* Dpto. De Telemática

Tipos de tramas HDLC, resumen Tramas I (intercambio de información de usuario y funciones de supervisión) Tramas S (funciones de supervisión) Tramas U (funciones complementarias, fijar modos de trabajo, dar reconocimientos a tramas S, etc.)** Dpto. De Telemática