Actividad # 04 Data Link Control
Parte Teórica:
1. El dispositivo secundario en una configuración multipunto envía datos en repuesta a?
El dispositivo secundario envía datos en respuesta a una solicitud de datos realizada por la estación primaria, esto en el caso que se utilice el procedimiento de Poll o Sondeo.
2. En el control de ventana deslizante, si el tamaño de la ventana es 63, cuál es el rango de la secuencia numérica empleada para el control de flujo?
Debido a la definición de ventana deslizante, en la que el transmisor puede enviar W tramas si recibir ACK, y el receptor puede almacenar en buffer W tramas, se puede decir entonces que el rango va de [0-63], esto debido a que el tamaño de la ventana viene dado por , con W = 63 se obtiene k = 6, y la numeración de las tramas tiene un rango de , por lo que sustituyendo se tiene un valor de 64, lo que concuerda con el rango expresado anteriormente.
3. En el control de ventana deslizante, las tramas a la izquierda de la ventana del receptor son tramas de que tipo?
Estas son las tramas que se han recibido sin enviar ACK al emisor. Son las que puede almacenar en buffer antes de procesarlas.
4. Regulación de la rata de transmisión de tramas de datos es conocida como?
Control de Flujo.
5. Qué mecanismo decide el rol de transmisor o receptor de un dispositivo en una red?
Disciplina de Línea.
6. La retransmisión de las tramas dañadas o perdidas por la capa de enlace se conoce como?
Esto entra dentro de la Corrección y Detección de Errores y se conoce como Automatic Repeat Request (ARQ) o mecanismos de repetición automática.
7. Cuando un dispositivo primario quiere enviar datos a un dispositivo secundario, este necesita primero enviar una trama de tipo?
Debe enviar una trama SELECT (Selección).
8. Cuando un dispositivo secundario está listo para enviar datos, este debe esperar una trama de que tipo?
9. En un sistema “peer-to-peer” cuando un dispositivo desea enviar datos a otro, este necesita primero enviar una trama de que tipo?
Debe enviar una trama de tipo ENQ (Solicitud).
10. Para que se necesita el control de flujo en la capa DLL?
Es necesario para poder regular la cantidad de paquetes que puede recibir el receptor sin saturarse, el transmisor no enviara nuevos paquetes antes de recibir un acuse de recibo por parte del receptor (la cantidad de paquetes que puede enviar antes del ACK dependerá del tipo de control de flujo)
11. En Go-back-N ARQ, si las tramas 4,5, y 6 son recibidas exitosamente en sucesión, el receptor debe enviar un __ al transmisor?
Debe enviar un ACK7 indicando la próxima trama esperada.
12. Para una ventana deslizante con un buffer de tamaño n, significa que puede haber un ______________________ enviadas pero no reconocidas?
Un numero n de tramas de datos.
13. Un ACK3 usando ventana deslizante, con una ventana de tamaño 8 significa que la próxima trama esperada por el receptor es la trama _____?
Es la trama 4.
14. En SAW_ARQ, si la trama de datos 1 tiene un error, el receptor le envía al transmisor una trama tipo ___?
Envía una trama tipo NAK.
15. En cuáles de los métodos ARQ, cuando se recibe un NAK, todas las tramas enviadas desde la última trama recibida correctamente son reenviadas?
En el método Go-Back-N ARQ se reenvían todas las tramas desde la última trama con ACK.
16. En cuales de los ARQ, cuando se recibe un NAK, solamente la trama recibida como dañada es reenviada?
En el método Selective ARQ se reenvía solo la trama dañada.
17. Cuál es el significado de ARQ?
Significa Automatic Repeat Request o mecanismo de respuesta automática, y consiste en la retransmisión de tramas que no hayan sido recibidas o que se hayan dañado.
18. Por qué y cuándo es necesario Control de Flujo? Cuáles son los parámetros a ser considerados?
velocidades de procesamiento, o no posean la misma capacidad de almacenamiento. De aquí los principales parámetros a ser considerados: Velocidad de procesamiento de los equipos, memoria (buffers) para almacenar los datos recibidos.
19. Para el control de flujo SAW, defina y discuta el manejo de la situación cuando tenemos una trama dañada y una trama perdida.
Cuando la trama está dañada el receptor envía un NAK, indicándole al transmisor que la trama se recibió pero dañada por lo que este vuelve a enviar dicha trama. Si la trama se pierde el receptor ni se entera que le enviaron algo por lo que no puede enviar ni ACK ni NAK, entonces el transmisor tiene programado un Timeout, es decir un tiempo de espera para recibir o ACK o NAK, si este tiempo pasa y no se recibe nada el transmisor vuelve a enviar la ultima trama.
20. En SAW ARQ, qué sucede si un NAK es perdido en tránsito?
Cuando un NAK se pierde en tránsito, el transmisor no recibirá nada y pasado el tiempo de espera asumirá que la trama se perdió por lo que la reenviara, el receptor recibe la trama ve si es correcta y envía el ACK correspondiente.
21. Por qué no es necesario que los NAKs sean numerados?
Los NAK no son numerados porque ellos únicamente indican enviar la última trama transmitida, y en SAW se maneja solo una trama a la vez. Si recibe un NAK el transmisor envía la ultima trama que envío que fue la que efectivamente causo que se enviara el NAK.
22. Cuál de los métodos de ventana deslizante ARQ es más popular y por qué?
El método GBN ARQ debido a que su implementación es mucho más sencilla que el Selective ARQ, esto debido a que el S-R ARQ requiere mayor memoria de almacenamiento para poder insertar la trama retransmitida correctamente, además de la lógica necesaria para enviar solo la trama dañada.
23. En qué situación son descartadas tramas en los tres métodos ARQ?
En SAW, se descarta una trama si esta duplicada, esto ocurre cuando el ACK enviado al transmisor se perdió por lo que este envió de nuevo la misma trama. En GBN se descartan todas las tramas recibidas desde el punto en que se detecta alguna trama dañada, envía un NAK numerado y espera otra vez todas las tramas a partir de la que se recibió dañada. En S-R se descarta solo la trama dañada, se envía un NAK numerado y se espera a que se reenvíe esta trama y después la ordena donde le corresponde.
24. Qué envía el receptor en respuesta a un POLL __________ y a un SELECT _______?
Al Poll envía como respuesta un ACK, o un NAK para indicar si tiene o no datos para transmitir. A un Select envía un ACK para indicar que está listo para recibir datos.
25. Qué significa el número en una trama ACK en cada uno de los tres métodos ARQ?
26. Qué significa el número en una trama NAK en cada uno de los tres métodos ARQ?
En SAW el NAK no está numerado. En GBN y S-R indica la trama que está dañada.
27. Qué método de control de error se usa en cada método de control de flujo?
En parada y espera se utiliza SAW ARQ, en ventana deslizante se utiliza GBN ARQ o S-R ARQ
28. Enumere los tipos de errores que requieren de repetición automática?
Los errores son: Perdida del acuse (ACK o NAK), trama perdida y trama dañada.
Problemas
Un canal tiene una velocidad de transmisión de 4 Kbps y un retardo de propagación de 20 ms. ¿Para qué rango de tamaños de las tramas se conseguirá con el esquema de parada-y-espera una eficiencia de al menos el 50%?
Para SAW tenemos:
Si queremos una eficiencia de 50 % entonces U = 0.5, despejando a obtenemos:
Con este valor se despeja el
Finalmente L (tamaño de trama):
Por lo tanto para tener eficiencia de al menos 50 % la trama debe tener una longitud de al menos 160 bits.
En la Figura abajo, en el ROUTER A se generan tramas que se envían al ROUTER C a través del ROUTER B usando canales virtuales (VC). Determinar la velocidad mínima de transmisión del VC entre los nodos B y C de tal manera que la memoria temporal de B no se sature una vez que el router A comience su transmisión, teniendo en cuenta que:
• La velocidad de transmisión del VC entre A y B es 100 Kbps.
• El retardo de propagación es 5 µs/km para ambos enlaces.
• Todas las tramas tienen 1.000 bits; las tramas ACK generadas por los nodos son diferentes, independientes una de las otras y de longitud despreciable.
• Se usa en el VCAB un protocolo ARQ-SW con W = 3 paquetes.
• En el VCBC se usa el protocolo de parada y espera.
• Considere no hay errores durante la transmisión.
Sugerencia: Para no saturar la memoria temporal del enrutador B, el número medio de tramas entrantes debe ser igual al número medio de tramas salientes, durante un intervalo de tiempo suficientemente grande.
Para no saturar el enrutador B entonces la utilización del canal bc debe ser mayor o al menor igual a la utilización del canal ab. Siendo asi:
tframe= =10ms
tprop=4000Km x 5µs/Km = 20 ms
Asumiendo un tiempo de intergap frame despreciable se tiene que una ventana de 3 tramas tiene una duración de 30 ms.
tframeventana+2xtprop=30ms =2x20ms=70ms
En 70 ms el router B debe haber recibido 3 tramas: en ese mismo tiempo deben haber salido de B 3 tramas hacia C.
En el esquema Stop and Wait cada trama enviada por B requiere un ARQ enviado por C. Por lo tanto B debe enviar como mínimo 3 tramas y recibir 3 ARQ en un lapso de 70 ms para que el router no se sature.
tframeBC= donde vel es la velocidad de transmisión mínima de B a C
Por lo tanto 70ms=3xtframeBC+2x3xtpropBC
tpropBC = 1000Km x 5µs/Km = 5ms
Sustituyendo en la ecuación se obtiene 70=3x +6x5
De donde al despejar se obtiene la velocidad mínima vel = 75Kbps
Suponga debe establecer un enlace punto-a-punto de 100 Mbps entre la Tierra y la Luna. La distancia entre la Luna y la Tierra es de aproximadamente 385,000 km. Asuma la velocidad de propagación igual a: 3 x 10^8 ms.
a) Calcule el mínimo RTT (Round Trip Time) para el enlace.
c) Cuál es el significado del producto (delay X bandwidth)?
d) Con una cámara desde la Luna se toman fotos a la Tierra. Suponga que Control de la Misión desea le envíen la más corriente imagen capturada por la cámara que es de unos 25MB. Cuál será la mínima cantidad de tiempo que habrá que esperar para recibir esa imagen? .Considere un protocolo como TCP para la transmisión.
a) Para el RTT tenemos:
b)
c) el producto representa la cantidad de datos que ya se transmitieron en el canal pero que aun no se han recibido
d) el tiempo total seria el tiempo de la trama más un RTT, despreciando el tiempo de ACK y tiempos de conexión. La longitud de la trama es de 25 MB o 200 Mb
Con lo que el tiempo seria:
Una LAN a 10 Mbps CSMA/CD (IEEE 802.3) tiene 100 nodos conectados en un cable de 2250 mts, soporta una velocidad de propagación Vp = 2.25x108 m/s. Uno de los nodos en LAN es un nodo especial ("S") que funciona como punto de unión (estación base) point-to-point para un enlace WLAN con un nodo remoto ("R") tal como se muestra en la figura. En el enlace inalámbrico la rata de transmisión es de 10 Mbps (fullduplex), y la Vprop = 3x108 m/s con la probabilidad de trama en error, Pf = 0.1 (sin que importe la longitud del enlace). Los 100 nodos producen paquetes de 1000 bytes que son direccionados hacia S en la LAN para ser destinados al nodo remoto R, sobrecargando la LAN con tráfico. Responda a las siguientes preguntas:
a) Cuantos paquetes por segundo, en promedio el nodo S recibe de la LAN
Primero notamos que el tamaño de la trama es mayor debido a los encabezados, direccionamiento de Ethernet, preámbulo etc.
Trama: 8bytes (preámbulo)+12 bytes (origen y destino)+1000 bytes (datos) + 4 bytes (fcs) + 12 bytes (interframe gap) = 1038 bytes o 8304 bits.
Con esto determinamos el tprop maximo:
Y el tiempo de transmisión seria:
b) Suponga que R está ubicado a 15 Km de S y que emplea el protocolo SAW en el enlace de la WLAN. Asuma que las tramas ACK/NAK son de 500 bits. Determine si la LAN o la WLAN es el cuello de botella para la transmisión de paquetes entre los nodos y en nodo R.
Primero determinamos el tprop
Y el tiempo de la trama
Entonces el tiempo total de transmisión del nodo S al R, incluyendo ACK:
Por lo tanto en la LAN los paquetes tardan un máximo de 830 microsegundos en ser transmitidos mientras que en la WAN se tardan 980.4 microsegundos, obviamente esa diferencia de 150 microsegundos va a ocasionar un congestionamiento de paquetes en el nodo S, por lo que se establece que la WAN es el cuello de botella.
c) Suponga usa ahora el protocolo de control de flujo Go-Back-N ARQ en la WLAN con una ventana W = 3 y que las tramas ACK/NAK son despreciables en tamaño. Nosotros queremos la utilización del enlace WLAN sea U = 2/3. Teóricamente en este caso, cuán separados pueden estar los nodos S y R sin que la conexión WLAN represente un cuello de botella para la transmisión entre los nodos de la LAN y el nodo R?
Con GBN-ARQ (W < 1 + 2a) el factor U viene dado por:
Sustituyendo W = 3, U = 2/3, y una probabilidad de trama dañada del 5 % (pf= 0.05),
despejamos el factor a, quedando a = 127/88
Despejando D se obtiene:
