CURSO DE TÉCNICO EN SEGURIDAD DE REDES Y SISTEMAS

TEMA 4: PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN

Y CONTROL DE ERRORES

1JOSÉ MARÍA TORRES CORRAL 03/03/2011

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ESQUEMA

TEMA 4: PROTOCOLOSPROTOCOLOS• Definición de un protocolo.• Funciones de un protocolo.• Fases de la comunicación.• Tipos de protocolo:

• Contienda• Simple• Acceso múltiple por detección de portadora o CSMA.• Acceso múltiple por detección de portadora con detección de

colisiones o CSMA/CD.• Acceso múltiple por detección de portadora evitando colisiones o

CSMA/CA.• Multi acceso evitando colisiones o MACA.

• Llamada selectiva o polling.• Paso de testigo o token passing.

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ESQUEMA

TEMA 4: PROTOCOLOSCONTROL DE ERRORES• ¿Qué es?• Métodos

• Paridad.• De redundancia cíclica.• Retransmisión de bloques erróneos.

• Parada y espera.• Envío continuo.

• Recuperación ante fallos

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DEFINICIÓN

TEMA 4: PROTOCOLOS

¿Qúe es un protocolo?

Es una convención o estándar que controla y/o permite la conexión, comunicación,y transferencia de datos entre un equipo emisor y otro receptor a través de unared.

En su forma más simple, es un conjunto de reglas que dominan la sintaxis(conjunto de normas que gobiernan la asociación de variables de programaciónpara formar las instrucciones), semántica (las reglas que determina el significadode los programas) y sincronización de la comunicación. Los protocolos pueden serimplementados por hardware, software, o una combinación de ambos.

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DEFINICIÓN

TEMA 4: PROTOCOLOS

¿Cuáles son sus funciones?

• Sincronización de la comunicación (síncrona o asíncrona).• Handshaking o proceso automatizado de negociación que establece de forma

dinámica los parámetros de un canal de comunicaciones establecido entre dos entidades antes de que comience la comunicación normal por el canal. De ello se desprende la creación física del canal y precede a la transferencia de información normal.

• Control de errores.• Recuperación de fallos, si existen errores.• Coordinación de la comunicación, detectando el comienzo y el final de la

transmisión de datos.• Detección de la red subyacente (física o inalámbrica).• Iniciar y finalizar la conexión mediante.• Procedimientos en el formateo de un mensaje.• Cómo detectar una pérdida inesperada de la conexión, y qué hacer entonces.• Procedimientos en el formateo de un mensaje.

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FASES DE LA COMUNICACIÓN

TEMA 4: PROTOCOLOS

FASES DE LA COMUNICACIÓN

Todo proceso de comunicación puede dividirse en:

1. Establecimiento de la comunicación.2. Transferencia de la información junto la detección y corrección de errores.3. Terminación.

El establecimiento y la terminación dependen de la forma en que estén conectadasambas máquinas: cables, dispositivos intermedios (concentradores, switchs,puentes…) y el resto de elementos que forman l red.

La transferencia está controlada por el protocolo utilizado.

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PROTOCOLOS DE CONTIENDA

TEMA 4: PROTOCOLOS

PROTOCOLOS DE CONTIENDA (a nivel de enlace)

Son aquellos que están basados en que el primero que llega a la línea es que laocupa para transmitir los datos.

TIPOS• Contienda

• Simple• Acceso múltiple por detección de portadora o CSMA.• Acceso múltiple por detección de portadora con detección de

colisiones o CSMA/CD.• Acceso múltiple por detección de portadora evitando colisiones o

CSMA/CA.• Multi acceso evitando colisiones o MACA.

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PROTOCOLOS DE CONTIENDA

TEMA 4: PROTOCOLOS

CONTIENDA SIMPLE

• Todas las máquinas comparten el mismo canal de transmisión de los datos.• Las máquinas solo responden a los mensajes dirigidos a ellas.• Dos estados: en espera o transmitiendo datos.• Los mensajes se transforman en paquetes y se envían.• Si un bloque de una estación coincide con el de otra, se destruyen.• Cuando un equipo recibe un paquete, manda acuse de recibo. Si un equipo,

pasado un tiempo marcado, no recibe acuse de recibo, reenvía el paquete• Se usa en redes con cargas muy bajas.

• El fallo de una estación noafecta para nada elfuncionamiento de la Red.

• Es fácil añadir nuevas estacionespues lo único que hace falta esque ésta reconozca su dirección.

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PROTOCOLOS DE CONTIENDA

TEMA 4: PROTOCOLOS

CONTIENDA CON ACCESO SIMPLE POR DETECCIÓN DE PORTADORA(CSMA )• Todas las máquinas comparten el mismo canal de transmisión de los datos.• Las máquinas solo transmiten cuando el canal está libre, que se detecta

mediante una señal en una frecuencia secundaria que indica si el canal estálibre.

• 3 estados: en escucha, en espera o transmitiendo datos.• Los mensajes se transforman en paquetes y se envían cuando la línea está libre.• Se producen colisiones.

• Se usa en redes pequeñas y con carga baja o media y la red es pequeña.

• La máquina que transmite espera hasta que obtiene el acuse de recibo.

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PROTOCOLOS DE CONTIENDA

TEMA 4: PROTOCOLOS

CONTIENDA CON ACCESO MÚLTIPLE POR DETECCIÓN DE PORTADORACON DETECCIÓN DE COLISIONES (CSMA/CD)

• Antes de comenzar la transmisión comprueba si se ha producido algunacolisión.

• Se reenvía el paquete tras un tiempo de espera aleatorio.• Para redes de longitud media y carga baja o media.

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PROTOCOLOS DE CONTIENDA

TEMA 4: PROTOCOLOS

CONTIENDA CON ACCESO MÚLTIPLE POR DETECCIÓN DE PORTADORACON DETECCIÓN DE COLISIONES (CSMA/CA)

• Antes de comenzar la transmisión se verifica si la línea está libre. Solo si lo estáenvía el mensaje.

• La transmisión se realiza por turno, definiendo la prioridad de la estación y elorden en que se ha indicado que se desea transmitir.

• Para redes con cargas de trabajo medio o alto y longitud media.

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PROTOCOLO DE LLAMDA SELECTIVA

TEMA 4: PROTOCOLOS

CARACTERÍSTICAS (POLLING)• Tiene que existir una máquina principal y varias secundarias.• Cada estación dispone de un espacio de almacenamiento temporal para los

bloques de datos a transmitir.• La estación principal regula el tráfico de datos.• Los bloques de datos pueden enviarse directamente o a través de la principal.• Se pueden establecer niveles de prioridad.• Se usa en redes de longitud media y carga media de trabajo.

• Formas envío:• Pasando por la

estación principal.• Envío directo a

estación receptora.

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PROTOCOLO DE PASO DE TESTIGO

TEMA 4: PROTOCOLOS

CARACTERÍSTICAS (TOKEN PASSING)• Hace circular continuamente por la red un grupo de bits, que está formado por

una cabecera, un campo de datos y una campo final.• La transmisión se produce cuando el testigo llega a la máquina emisora,

añadiendo los datos, la dirección de origen y destino y el camino a seguir.• La estación recoge el testigo, lo analiza para comprobar si ha llegado con

errores.• No se producen colisiones.• Para redes de gran extensión y gran carga de trabajo.

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CONTROL DE RRORES

TEMA 4: PROTOCOLOS

Por cualquier motivo (ruido, atenuación diafonía…) el mensaje emitido puede nollegar correctamente al receptor. Para detectar los posibles errores producidos porel camino existen dos métodos para el control de los errores:

• Método de paridad

• Método de redundancia cíclica

La máquina receptora no corrige los datos erróneos sino que pide a la estaciónemisora los datos erróneos, esto se conoce como retransmisión de bloqueserróneos.

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CONTROL DE RRORES

TEMA 4: PROTOCOLOS

MÉTODO DE PARIDAD O GEOMÉTRICO

Consiste en añadir un bit a cada una de las partes en las que se divide el mensaje.El valor de este bit (1 o 0) será tal que la parte más el bit tenga un número par debits con valor uno (paridad par) o tenga un número impar de unos (impar). Seañade al final de cada parte y se conoce como bit de paridad vertical, bit deparidad transversal o comprobación de redundancia vertical.

De esta forma, la máquina receptora cuenta el número de bits y comprueba si elvalor calculado coincide con la paridad utilizada, dando el visto bueno a latransmisión.

Un problema de este método es que solo puede detectarse el error si se hamodificado un solo bit. Para evitar esto se puede añadir otro bit (paridadhorizontal) que hará que la suma de unos de cada columna de bits correspondacon la paridad utilizada.

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CONTROL DE RRORES

TEMA 4: PROTOCOLOS

MÉTODO DE PARIDAD O GEOMÉTRICO

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CONTROL DE RRORES

TEMA 4: PROTOCOLOS

MÉTODO DE REDUNDANCIA CÍCLICA O CRC

La estación emisora agrega al final de cada bloque de datos una informacióncalculada de acuerdo a una forma polifónica cuyas variables son los ceros y unos(se divide el valor binario numérico total por un valor constante definido por elprotocolo. Se desecha el cociente. Lo que se añade es el resto.

La estación destino realiza el mismo cálculo. Si ambos resultados son iguales, latransmisión es correcta. Si difiere, se solicita a la emisora que repita el proceso.

Este método recibe el nombre de código de redundancia cíclico y a los valoresañadidos de les llama carácter de comprobación de bloque (BBC) o redundancia.

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RETRANSMISIÓN DE BLOQUES ERRÓNEOS

TEMA 4: PROTOCOLOS

Cuando se produce un error en la transmisión, la estación receptora pide a laemisora que corrija los errores detectados.

PARADA Y ESPERALa estación emisora envía cada bloque de datos y espera un mensaje deconfirmación (ACK) o de rechazo (NAK) de la receptora, transmitiendo el bloqueerróneo.

Tiempo de espera puede ser grande.

ENVÍO CONTINUOEl emisor asigna un código número a los bloques de datos y los envía de formacontinua a través de la red. Cuando se produce un error, hay dos métodos paracorregir el error:• La emisora envía todos los bloques desde el que se produjo error (no selectivo)• La emisora solo transmite los bloques erróneos (selectivo)

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BIBLIOGRAFÍA

TEMA 4: PROTOCOLOS

BIBLIOGRAFÍA

• Sistemas informáticos Multiusuario y en red. Editorial Ra-Ma. Autores: LauraRaya González, Víctor Rodrigo Maya, Manuel Santos y Miguel Ángel MartínezRuiz.

• Alta velocidad y calidad de servicios en redes IP. Editorial Ra-Ma. Autores: J.García Tomás, J. L. Raya y V. Rodrigo.

• www.wikipedia.es