Este documento describe varios protocolos de comunicaciones para la detección y corrección de errores en la transmisión de datos, incluyendo códigos de corrección de errores, códigos de detección de errores y protocolos símplex con y sin confirmación de recepción. También define las estructuras de datos comunes utilizadas en estos protocolos y explica cómo funcionan los protocolos de parada y espera y los protocolos símplex para canales con ruido.

1. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICAINDOAMERICA ESTUDIANTE: Patricio Molina DOCENTE: Ing. Ivon Freire COMUNICACIONES SEPTIMO SISTEMAS 2011

2. DETECCIÓN Y CORRECCIÓN DE ERRORES

3. DETECCIÓN Y CORRECCIÓN DE ERRORESComo resultado de los procesos físicos que los generan, los errores en algunos medios (por ejemplo, la radio) tienden a aparecer en ráfagas y no de manera individual. El hecho de que los errores lleguen en ráfaga tiene ventajas y desventajas con respecto a los errores aislados de un solo bit. Las ventajas, los datos de computadora siempre se envían en bloques de bits. Suponga que el tamaño de bloque es de 1000 bits y la tasa de errores es de 0.001 por bit. Si los errores fueran independientes, la mayoría de los bloques contendría un error. Sin embargo, si los errores llegan en ráfagas de 100, en promedio sólo uno o dos bloques de cada 100 serán afectados.La desventaja de los errores en ráfagas es que son mucho más difíciles de detectar y corregir que los errores aislados.Los errores de transmisión van a ser inevitables durante muchos años más. Tendremos que aprender a lidiar con ellos.

4. Códigos de corrección de erroresLos diseñadores de redes han desarrollado dos estrategias principales para manejar los errores.Una es incluir suficiente información redundante en cada bloque de datos transmitido para que el receptor pueda deducir lo que debió ser el carácter transmitido. La otra estrategia es incluir sólo suficiente redundancia para permitir que el receptor sepa que ha ocurrido un error (pero no qué error) y entonces solicite una retransmisión.La primera estrategia utiliza códigos de corrección de errores; la segunda usa códigos de detección de errores. El uso de códigos de corrección de errores usualmente se conoce como corrección de errores hacia adelante.

5. La cantidad de posiciones de bits en la que difieren dos palabras codificadas se llama distancia de Hamming (Hamming, 1950). Su significado es que, si dos palabras codificadas están separadas una distancia de Hammingd, se requerirán d errores de un bit para convertir una en la otra.En la figura 3-7 se muestran algunos caracteres ASCII de 7 bits codificados como palabras codificadas de 11 bits usando un código de Hamming. Recuerde que los datos se encuentran en las posiciones de bit 3, 5, 6, 7, 9, 10 y 11.

6. Códigos de detección de erroresLos códigos de corrección de errores se utilizan de manera amplia en los enlaces inalámbricos , que son notoriamente más ruidosos y propensos a errores que el alambre de cobre o la fibra óptica. Sin los códigos de corrección de errores sería difícil pasar cualquier cosa. Sin embargo, a través del cable de cobre o de la fibra óptica, la tasa de error es mucho más baja, por lo que la detección de errores y la retransmisión por lo general son más eficientes ahí para manejar un error ocasional.En la figura 3-8 se ilustra el cálculo para una trama 1101011011 utilizando el generador G(x) = x4 + x + 1.

8. PROTOCOLOS ELEMENTALES DE ENLACE DE DATOSLos procesos en las capas física, de enlace de datos y de red hay procesos independientes que se comunican pasando mensajes de un lado a otro. En muchos casos, los procesos de las capas física y de enlace de datos se ejecutan en un procesador dentro de un chip especial de E/S y los de la capa de red lo hacen en la CPU principal. Sin embargo, también puede haber otras implementaciones (por ejemplo, tres procesos en un solo chip de E/S o las capas física y de enlace de datos como procedimientos invocados por el proceso de la capa de red). En cualquier caso, el hecho de tratar las tres capas como procesos independientes hace más nítido el análisis en el terreno conceptual y también sirve para subrayar la independencia de las capas.En la figura 3-9 se muestran algunas declaraciones comunes (en C) para muchos de los protocolos que se analizarán después. Allí se definen cinco estructuras de datos: boolean, seq_nr, packet, frame_kind y frame. Un boolean es un tipo de dato numérico que puede tener los valores true y false. Un seq_nr (número de secuencia) es un entero pequeño que sirve para numerar las tramas, a fin de distinguirlas. Estos números de secuencia van de 0 hasta MAX_SEQ (inclusive), que se define en cada protocolo que lo necesita. Un packet es la unidad de intercambio de información entre la capa de red y la de enlace de datos en la misma máquina, o entre entidades iguales de la capa de red. En nuestro modelo siempre contiene MAX_PKT bytes, pero en la práctica sería de longitud variable.Un frame está compuesto de cuatro campos: kind, Seq, ack e info. Los primeros tres contienen información de control y el último puede contener los datos por transferir. Estos campos de control constituyen en conjunto el encabezado de la trama.

10. Un protocolo símplex sin restriccionesEl protocolo consiste en dos procedimientos diferentes, uno emisor y uno receptor. El emisor se ejecuta en la capa de enlace de datos de la máquina de origen y el receptor se ejecuta en la capa de enlace de datos de la máquina de destino. No se usan números de secuencia ni confirmaciones de recepción, por lo que no se necesita MAX_SEQ. El único tipo de evento posible es frame_arrival (es decir, la llegada de una trama sin daños).El emisor está en un ciclo while infinito que sólo envía datos a la línea tan rápidamente como puede. El cuerpo del ciclo consiste en tres acciones: obtener un paquete de la (siempre dispuesta)capa de red, construir una trama de salida usando la variable s y enviar la trama a su destino. Este protocolo sólo utiliza el campo info de la trama, pues los demás campos tienen que ver con el control de errores y de flujo, y aquí no hay restricciones de control de errores ni de flujo.El receptor también es sencillo. Inicialmente, espera que algo ocurra, siendo la única posibilidad la llegada de una trama sin daños. Este protocolo completamente irreal, al que apodaremos “utopía”, se muestra en lafigura 3-10.

12. Protocolo símplex de parada y esperaLos protocolos en los que el emisor envía una trama y luego espera una confirmación de recepción antes de continuar se denominan de parada y espera. En la figura 3-11 se da un ejemplo de un protocolo símplex de parada y espera. Aunque el tráfico de datos en este ejemplo es símplex, y va sólo desde el emisor al receptor, las tramas viajan en ambas direcciones.En consecuencia, el canal de comunicación entre las dos capas de enlace de datos necesita tener capacidad de transferencia de información bidireccional.Sin embargo, este protocolo implica una alternancia estricta de flujo: primero el emisor envía una trama, después el receptor envía una trama, después el emisor envía otra trama, después el receptor envía otra, y así sucesivamente. Aquí sería suficiente un canal físico semidúplex.

14. Protocolo símplex para un canal con ruidoConsiderando la situación normal de un canal de comunicación que comete errores. Las tramas pueden llegar dañadas o perderse por completo.Sin embargo, suponemos que si una trama se daña en tránsito, el hardware del receptor detectará esto cuando calcule la suma de verificación.Si la trama está dañada de tal manera que pese a ello la suma de verificación sea correcta, un caso excesivamente improbable, este protocolo (y todos los demás) puede fallar (es decir, entregar un paquete incorrecto a la capa de red).En la figura 3-12 se muestra un ejemplo de este tipo de protocolo. Los protocolos en los que el emisor espera una confirmación de recepción positiva antes de avanzar al siguiente elemento de datos suelen llamarse :PAR (Confirmación de Recepción Positiva con Retransmisión)o ARQ (Solicitud Automática de Repetición), éste protocolo también transmite datos en una sola dirección

16. BibliografiaLibro ANDREW S. Tenenbaum Cuarta Edición