Aula08

Controle de erros

Redes de Computadores ! É o processo de garantir a entrega confiável dos dados, isto é, sem
Instituto de Informática - UFRGS

erros, sem duplicação e entregues na ordem da emissão
! Técnicas usuais:
Controle de erro ♦ Envio de confirmação ao transmissor por parte do receptor:
♦ Positiva: quadro recebido corretamente
♦ Negativa: um quadro não foi recebido corretamente

♦ Em caso de confirmação negativa retransmite o quadro
♦ Reenvio automático de um quadro de dados após um tempo pré-determinado
(time-out) caso não seja recebido uma confirmação (positiva ou negativa)

A. Carissimi -29-mars-10
! Automatic Repeat reQuest (ARQ)

Aula 08
Redes de Computadores 2

Protocolos Automatic Repeat reQuest (ARQ) Stop and Wait ARQ

! Stop and Wait - ARQ ! Emissor envia um quadro i e espera confirmação do receptor
! Go-Back n ♦ Se receptor detecta erros no quadro de dados → descarta quadro
♦ Após time-out, o transmissor reenvia o quadro de dados
! Selective Repeat (selective reject ou selective retransmission)
♦ Se transmissor detecta erros no quadro de ACK → descarta quadro
♦ Transmissor reenvia quadro de dados quando ocorrer time-out
! Problema causado pelo reenvio: duplicação de quadros


♦ Solução: utilizar dois de tipos de ACK: ACK0 e ACK1


Redes de Computadores 3 Redes de Computadores 4

Esquema stop-and-wait Protocolo Go-back n
0 0

Time-out
0 0 ! Baseado no princípio de janela deslizante
Ack 1
Ack 1

Time-out
Ack 1 Ack 1 ♦ Na ausência de erros faz confirmação positiva
1
1 Time-out 0 ♦ Envia número do próximo quadro a ser recebido (ACK positivo→ RR n ou
Ack 0 1 RNR n)
0 Ack 1
0 ♦ Na presença de erros faz confirmação negativa
1 Ack 1 Ack 0
Ack 1 ♦ Descarta quadro de dados e sinaliza (ACK negativo → REJ n)

Ack 0 0
! Em caso de detecção de erro:
♦ Destino: descarta o quadro com erro e todos os subsequentes até que o
(a) (b) (c) (d)
quadro com erro seja corretamente recebido

! Vantagens e desvantagens: ♦ Fonte: reenvia o quadro c/ erro e todos os subsequentes que porventura já
♦ Simples
tenham sido enviados (go back n)
♦ Ineficiente (afinal é um stop-and-wait !!!) ! Controle de fluxo é o tamanho da janela


Go-back n ARQ: princípio de funcionamento Go-back n: erros possíveis

! Quadros podem ser perdidos ou “adulterados” (erro)
♦ Resultado final é o mesmo, pois um quadro “adulterado” é descartado
k = 2 bits (0,1,2,3) ! Três situações genéricas:
Janela = 3 quadros ♦ Erro/perda no quadro de dados
♦ Erro/perda no quadro de confirmação positiva (RR n ou RNR n)
♦ Erro/perda no quadro de confirmação negativa (REJ n)


! Recuperação do erro/perda baseada em:
♦ Retransmissão apropriada de quadros
♦ Estouro de timeout seguido de uma retransmissão apropriada


♦ Efeito acumulativo do RR n ou RNR n

Tamanho da janela: 2k - 1
(o por quê veremos na seqüencia...)

Go-back n: Erro em quadro de dados Go-back n ARQ: perda de quadros

i
i
i+1 Erro (descarte)
Erro (descarte)
REJ i descarte

Timeout
Erro (descarte)

i+2
REJ i descarte
i
i+1

(a) (b)


Go-back n: Erro em quadro de controle (RR ou RNR) Go-back n: erro em quadro de controle (REJ)

i-1 i-1 i-1 i i
erro
i+1 erro (descarte) i+1 (descarte)
RR i Erro RNR i RNR i (ou RR i)
Erro
Timeout

Erro descarte

Timeout
(descarte) (descarte) (descarte) REJ i REJ i
i i erro
erro (descarte) i+2 (descarte)
RR i+1 descarte
RNR i i-1 descarte


REJ i
Descarte i
RNR I (ou RR i) (duplicado)
RR i


(a) (b) (c)
(a) (b)


Protocolo Selective Repeat ARQ Selective repeat: erro em quadro de dados e controle

! Descarta (rejeita) apenas os quadros com erro
♦ Literatura também se encontra o termo selective reject
i-1 i
! Quadros corretos subseqüentes a um quadro com erro (ou perdido) i OK
erro (descarte)
i+1
são aceitos i+1 erro (descarte) OK

Timeout
SREJ i
♦ Necessário bufferizar quadros no receptor OK erro
SREJ i (descarte)
Minimiza retransmissões porém exige um controle mais complexo

! i i+2
OK i OK
i RR i+2
RR i+3 OK
i+1

i+2

SREJ i+1
(a) (b)
i+1
i+3

Problema: tamanho da janela Problema do tamanho da janela

0
! Quadros são numerados em módulo m 0
1 1
♦ Conseqüência direta: repetição cíclica da seqüência de numeração 2
2
! Questão: como diferenciar um quadro i novo de uma retransmissão 3 3
de um quadro i antigo? 4 4

Timeout
5 5
♦ Solução: evitar que uma seqüência nova sobreponha a numeração de uma
6
antiga limitando o tamanho da janela 6


7 7

RR 0 erro RR 0
0 (descarte)
0 Retransmissão é,


1
erroneamente, recebida
Nova série
como um quadro 0 de

...
...

(0 a 7)
uma nova série

(a) (b)

Go-back n ARQ: tamanho da janela Selective repeat: tamanho da janela


Tamanho máximo: 2m-1

Análise de desempenho (probabilidade P erros) Desempenho da janela deslizando (com erros)

1− P
! Stop-and-wait U=
(2a + 1)

! Go back N 1− P
(1 + 2aP) para W ≥ 2a + 1
eficiência


W (1 − P) para W < 2a + 1
(2a + 1)(1 − P + WP)
! Selective Repeat


1 para W ≥ 2a + 1
eficiência W (1 − P)
para W < 2a + 1
(2a + 1)
Redes de Computadores 19 Redes de Computadores W. Stallings Data & Computer Communications, 6ed, Prentice Hall. 20

Leituras complementares

! Stallings, W. Data and Computer Communications (6th edition),
Prentice Hall 1999.
♦ Capítulo 7, seção 7.1 e 7.3
! Tanenbaum, A. Redes de Computadores (4a edição), Editora
Campus, 2003.
♦ Capítulo 3, seções 3.3 e 3.4

Redes de Computadores 21

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