1. Comunicação e Redes
de Computadores
Prof. M.Sc. André Nasserala
Analista de Sistemas
Esp. Redes de Computadores
nasserala@gmail.com
+55 (68) 9979-6658
Camada de Enlace
• A camada de ligação de dados também é conhecida como
camada de enlace ou link de dados. Esta camada detecta e,
opcionalmente, corrige erros que possam acontecer no nível
físico.
• É responsável pela transmissão e recepção (delimitação) de
quadros e pelo controle de fluxo.
• Ela também estabelece um protocolo de comunicação entre
sistemas diretamente conectados.
• Exemplo de protocolos nesta camada:
1. PPP(Point-to-Point Protocol);
2. LAPB(Link Access Procedure, Balanced) do X.25;
3. NetBios(Network Basic Input Output System).
Camada de Enlace
• A camada de enlace de dados fornece um serviço à camada
de rede. Ela faz o encapsulamento das informações da
camada de rede em quadros(a PDU da Camada 2).
• O cabeçalho do quadro contém informações (por exemplo,
endereços físicos) necessárias para completar as funções
de enlace de dados.
• A camada de enlace fornece um serviço à camada de rede
encapsulando as informações da camada de rede em um
quadro.
• A camada física também fornece um serviço à camada de
enlace. A camada física codifica o quadro de enlace de
dados em um padrão de 1s e 0s (bits) para a transmissão
no meio (geralmente um cabo) na Camada 1.
1

2. Camada de Enlace
• Fornece um serviço à camada de rede (3) usando os
serviços da camada física (1).
• Alguns dos serviços:
• Promoção de ligações entre entidades de rede;
• Enquadramento (à partição de dados em quadros e a
transmissão destes quadros por meio de uma ligação);
• Sequenciamento dos quadros, se necessário (manter a
ordem correta dos quadros durante a transmissão);
• Estabelecimento e manutenção de níveis aceitáveis de
controle de fluxo enquanto os quadros são transmitidos
através de uma ligação;
• Detecção (e possível correção) de erros da camada física, o
que inclui notificação de erros detectados e não corrigidos;
Camada de Enlace
• Resumo: a camada de enlace de dados regula e dá forma à
transmissão de dados de software de um nó ao sistema de
cabo da rede. Dita o formato dos dados, tempos,
sequenciamento de bits e muitas outras atividades para
cada tipo particular de rede.
• Ela é implementada tipicamente em um nó como um driver
de dispositivo.
• Em redes do padrão IEEE 802 esta camada é dividida em
outras duas camadas:
1. Controle de ligação lógica (LLC), que fornece uma interface
para camada superior (rede);
2. Controle de acesso ao meio físico (MAC), que acessa
diretamente o meio físico e controla a transmissão de
dados.
LLC(Enquadramento)
• Enquadramento: Refere-se ao processo de particionar uma
sequência de bits em unidades discretas ou blocos de
dados denominados quadros. Existem formatos e
sequênciads de tempos específicos para cada tipo de rede
local.
• Quadros: maquinas emissoras e receptoras podem
sincronizar a transmissões e recepções de dados, pois os
quadros possuem limites detectáveis.
• Facilita a detecção e correção de erros (informações sobre
o conteúdo do quadro são computados e transmitidos
dentro dele).
2

3. LLC(Enquadramento)
• Um procedimento comum de enquadramento é a inserção
de caracteres de marcação antes de depois da mensagem
transmitida de dados.
• EX: Marcador de início e parada 01111110;
• Conjunto de dados a ser transmitido 1111110011111011;
• Conjunto de dados após o preenchimento de bits
111110100111110011;
• Conjunto de dados após o preenchimento de bits e a
inserção de bits de início e parada
0111111011111010011111001101111110;
• Preenchimento de bits: alterar o conjunto de dados para
garantir a unicidade dos padrões de início e parada
LLC(Enquadramento)
• Quadro Ethernet tem oito campos:
1. Preâmbulo: usado para sincronização;
2. Delimitador de início do quadro;
3. Endereço de destino: endereço MAC da estação receptora;
4. Endereço de origem: endereço MAC da estação emissora;
5. Comprimento: Campo de dados que vem a seguir;
6. Dados: Informação a ser transmitida;
7. Protetor: contém dados adicionais que preenchem o campo
de dados até o seu mínimo de 46 bytes;
8. Checagem de soma (CRC): checagem de redundância
cíclica.
LLC(Enquadramento)
!
Preâmbulo S Destino Origem L Dados P CRC
(7bytes) (1 byte) (6 bytes) (6 bytes) 2 bytes) (de 46 a 1500 bytes) (n bytes) (4 bytes)
!
Preâmbulo Cabeçalho [D+O+L] ) Dados Engate [P+CRC]
[Pre+S] (8 bytes) (14 bytes) (de 46 a 1500 bytes) (4bytes)
3

4. LLC(Enquadramento)
• MAC: 08:00:20:01:D6:2A:
• 3 blocos iniciais correspondem ao fabricante:
• Ex:
• 08:00:20: (Sun)
• 00:00:0c (Cisco)
• 00:00:1D (Cabletron)
• 08:00:07 (Apple)
• 3 blocos restantes especificam um número serial único
espeficado pelo fabricante;
LLC(Cont. de Fluxo)
• O controle de fluxo, que é mais uma função da subcamada
LLC, refere-se a um processo de controle de taxa de troca
de dados entre dois nós.
• O controle de fluxo requer um mecanismo de
retroalimentação que informa à máquina origem a
capacidade da máquina de destino para suportar o fluxo
corrente de transmissão de dados.
• O controle de fluxo é necessário porque pode ocorrer de um
nó emissor transmitir quadros a uma taxa mais rápida do
que aquela em que o nó receptor pode receber e processar.
• Ex: Clientes 486 e servidor Intel Core i7;
LLC(Cont. de Fluxo)
• O controle de fluxo, que é mais uma função da subcamada
LLC, refere-se a um processo de controle de taxa de troca
de dados entre dois nós.
• O controle de fluxo requer um mecanismo de
retroalimentação que informa à máquina origem a
capacidade da máquina de destino para suportar o fluxo
corrente de transmissão de dados.
• O controle de fluxo é necessário porque pode ocorrer de um
nó emissor transmitir quadros a uma taxa mais rápida do
que aquela em que o nó receptor pode receber e processar.
• Ex: Clientes 486 e servidor Intel Core i7;
4

5. LLC(Cont. de Fluxo)
• Protocolo Parar-e-Esperar
• Transmissor transmite um quadro e espera pela
confirmação de recepção pelo nó receptor.
• Impraticável em ambientes modernos: comunicação Half-
Duplex;
• Bom para quadros grandes (mas geralmente os quadros
são subdivididos em quadros menores para acomodar o
tamanho limitado do buffer dos receptores) Tamanhos
menores de quadro facilitam a detecção de erros e reduzem
a quantidade de dados a serem retransmitidos no caso de
um erro detectado.
LLC(Cont. de Fluxo)
• Protocolo de Controle de Fluxo por Janela Móvel
• Melhora o fluxo de dados ao colocar o receptor informando
ao emissor seu espaço de buffer.
• Isso possibilita ao emissor transmitir quadros continuamente
sem precisar esperar por confirmações dos quadros,
considerando que o número de quadros enviados não
ultrapasse os buffers do receptor.
• O conceito de janela móvel é implementado requisitando ao
emissor a enumeração seqüencial dos quadros de dados
emitidos e fazendo com que o emissor e receptor
mantenham informações sobre o número de quadros que
eles podem respectivamente emitir ou receber.
• Protocolos de controle de fluxo baseados nesse conceito
são denominados protocolos de janela móvel ou deslizante.
LLC(Controle de Erros)
• Refere-se ao processo de garantir a entrega confiável dos
dados. Ou seja, os dados recebidos são idênticos aos
dados transmitidos.
• Correção de erros por retransmissão: requer informação
apenas o suficiente no fluxo de dados para que o nó
receptor possa detectar um erro ocorrido durante a
transmissão. O nó receptor pode solicitar ao emissor a
retransmissão daquela unidade de dados.
• Correção autônoma de erros: requer informação redundante
no fluxo de dados para que o nó de destino possa detectar e
corrigir os erros de forma autônoma.
5

6. LLC(Controle de Erros)
• Refere-se ao processo de garantir a entrega confiável dos
dados. Ou seja, os dados recebidos são idênticos aos
dados transmitidos.
• Correção de erros por retransmissão: requer informação
apenas o suficiente no fluxo de dados para que o nó
receptor possa detectar um erro ocorrido durante a
transmissão. O nó receptor pode solicitar ao emissor a
retransmissão daquela unidade de dados.
• Correção autônoma de erros: requer informação redundante
no fluxo de dados para que o nó de destino possa detectar e
corrigir os erros de forma autônoma.
• As rede locais Ethernet usam a checagem de soma CRC
que é feita usando um procedimentos denominado
checagem de redundância cíclica, que é um método de
detecção de erros extremamente poderoso e robusto.
Subcamada MAC
• As redes locais usam topologia de difusão, o que significa
que os nós de uma rede local compartilham um canal de
comunicação único e precisam disputar o mesmo meio para
transmitir os dados.
• A subcamada MAC oferece a forma como os nós
compartilham o meio físico (quem, como, quando e por
quanto tempo ocorrerá o uso do canal).
• Duas categorias amplas de métodos de acesso são mais
apropriadas para redes locais: acesso não-sequencial (por
vezes chamado de estocástico ou estatístico) e passagem
de mensagens (denominado determinístico).
MAC(Acesso Não-Seqüêncial)
• Definem como um nó pode acessar um canal de
comunicações.
• Acesso não-sequencial implica disputa.
• A disputa ocorre quando mais de uma entidade compete
para fazer algo ao mesmo tempo.
• Quando dois ou mais nós tentam se comunicar ao mesmo
tempo suas transmissões "colidem" (colisão).
• As colisões são detectadas pelas características físicas do
meio. Mais especificamente, quando ocorre uma colisão, o
nível de energia de um canal de altera.
• Nesse momentos, os sinais dos nós podem se embaralhar.
Monitorando a linha de transmissão, os nós da rede são
equipados para detectar esta condição.
6

7. MAC(Acesso Não-Seqüêncial)
• O que um nó faz quando detecta uma colisão depende do
protocolo da subcamada MAC do nó.
• Para minimizar a ocorrência de colisão, os nós podem
seguir um protocolo que exija que eles primeiro "escutem" a
transmissão do outro nó antes de começar a transmitir
dados.
• Chamamos este tipo de protocolo de protocolos sensíveis
ao transporte.
• A 'escuta' se resume na detecção do sinal (portadora),
sendo por isto o método chamado de CSMA (Carrier Sense
Multiple Access).
MAC(Passagem de Tokens)
• Diferentemente dos protocolos de acesso não-sequencial,
os protocolos de passagens de tokens não usam detecção
de colisão.
• Em vez disso, baseiam-se em concessão ao nós de
permissão para transmitir.
• A permissão é dada na forma de uma quadro especial de
controle denominado token.
• O princípio subjacente é muito simples: o nó que possui o
token pode acessar o meio. Como a posse do token
controla o acesso ao meio, a possibilidade de disputa é
eliminada.
• A ausência de disputa também implica ausência de
colisões. O IEEE definiu dois protocolos para redes locais
baseadas em passagem de tokens.
MAC(Passagem de Tokens)
• IEEE 802.4 (token bus) e IEEE 802.5 (token ring)
• Os protocolos de acesso não-sequencial são estocásticos.
Eles se baseiam no princípio de que a probabilidade de dois
computadores transmitirem simultaneamente é quase zero.
• Com uma probabilidade assim baixa, esses protocolos
permitem transmissão simultânea.
• Eles são projetados para permitir que os nós detectem e
resolvam colisões resultantes dessas transmissões.
• Os protocolos de passagem de token, em contraste são
determinísticos.
• Eles se fundamentam no princípio de que dois nós não
devem ter permissão para transmitir ao mesmo tempo. Não
há colisão.
7