3o I.T.I. Sistemas 3o I.T.I. Gestión

(07BJ) REDES
(05BR) REDES DE COMPUTADORES
3o I.T.I. Sistemas
3o I.T.I. Gestión
TEMA 4: FUNCIONES Y PROTOCOLOS DEL NIVEL DE ENLACE
EJERCICIOS PROPUESTOS
Tema 4
Funciones y protocolos del nivel de
enlace
EJERCICIOS PROPUESTOS
1. Si se usa relleno de caracteres, ¿cuál serı́a la secuencia de caracteres transmitida para A
B ESC C ESC FLAG FLAG D?
Sol.: A B ESC ESC C ESC ESC ESC FLAG ESC FLAG D.
2. Si se usa un guión de inicio y otro de fin para delimitar cada trama, ¿serı́a posible
prescindir del delimitador de fin?
3. Si se usa relleno de bits, ¿cuál serı́a la secuencia de bits transmitida para la cadena
0111101111101111110?
Sol.: 011110111110011111010.
4. Cuando se usa relleno de bits, ¿es posible que la pérdida, inserción o modificación de un
solo bit cause un error no detectado por la suma de comprobación? Si no, ¿por qué no?
Si sı́, ¿cómo? ¿Desempeña aquı́ un papel la longitud de la suma de comprobación?
5. Un enlace tiene una tasa de bits de 4 Kbps y un retardo de propagación de 20 ms. ¿Para
qué intervalo de tamaños de trama la eficiencia del método de parada y espera es superior
al 50 %?
Sol.: L > 160 bits.
6. Se tiene un enlace terrestre de 1000 Kms de longitud a través del cual se transmiten
tramas de 125 bytes a 15 Mbps. Hallar el tamaño de ventana mı́nimo a utilizar si se
desea obtener una eficiencia de, al menos, el 85 %.
Sol.: N = 129.
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TEMA 4. FUNCIONES Y PROTOCOLOS DEL NIVEL DE ENLACE
7. Se tiene un enlace full-dúplex a través del cual se transmiten tramas de 50 bytes a 9600
bps. Cada trama de datos es asentida con una trama de control. El retardo de propagación
es de 20 ms; el tiempo de procesamiento de cualquier trama es de 10 ms; y las tramas de
control son de 10 bytes. Determina el número mı́nimo de tramas de datos que deberı́an
poder transmitirse hasta recibir una confirmación del receptor para que la transmisión
se efectúe sin detenciones.
Sol.: N = 3.
8. Calcular la eficiencia máxima del protocolo del nivel de enlace, a partir del siguiente
diagrama temporal (en ms), teniendo en cuenta que:
La ventana máxima de transmisión es 2.
Cada trama de información enviada es asentida con una trama de control.
La longitud de la cabecera de las tramas de información es la tercera parte de la
longitud total de la trama.
Sol.: U=0,296.
9. Se desea transmitir una serie de tramas de 1000 bits a través de un enlace multipunto
con un tiempo de propagación medio de 270 ms a 1 Mbps. Calcula la eficiencia del enlace
(sin errores) en los siguientes supuestos:
a) Parada y espera.
b) Ventana deslizante de tamaño 7.
c) Ventana deslizante de tamaño 127.
Sol.: U = 0,002 / U = 0,013 / U = 0,235.
10. En un enlace vı́a satélite entre dos estaciones, el tiempo de propagación entre una estación
y el satélite es de 250 ms, y la velocidad de transmisión es de 2 Mbps. Las tramas del
protocolo del nivel de enlace entre las dos estaciones tienen un tamaño de 1000 bytes en
total, de los cuales 2 corresponden a los guiones de inicio y fin, 3 a la cabecera (numeración
módulo 128) y 2 al código detector de errores.
a) ¿Cuál es la velocidad de transmisión efectiva con parada y espera?
b) ¿Cuál es la velocidad de transmisión efectiva con vuelta atrás N?
c) ¿Cuál es el tamaño de ventana óptimo?
Sol.: 7912 bps / 1004824 bps / N = 253.
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EJERCICIOS PROPUESTOS
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11. En un enlace punto a punto full-dúplex entre dos estaciones A y B se utiliza un protocolo del nivel de enlace con control de flujo/errores mediante vuelta atrás N. Dibuje un
diagrama de la ventana del emisor para el siguiente escenario:
Las tramas 0, 1 y 2 son enviadas y se recibe un ACK 2.
Se envı́an las tramas 3, 4 y 5 y se recibe un NAK 4.
Se envı́an las tramas 4, 5, 6 y 7 y se recibe un ACK 0.
12. En un enlace punto a punto full-dúplex entre dos estaciones A y B se utiliza un protocolo
del nivel de enlace con control de flujo/errores mediante rechazo selectivo. El tiempo de
transmisión de las tramas de datos es de 2 ms; el tiempo de transmisión de los ACKs es
despreciable; el tiempo de propagación es de 3 ms; y el número máximo de tramas sin
confirmar es 3.
a) Suponga que la estación A ha de transmitir 4 tramas (I0..I3), y que al transmitir
I1 la estación B detecta que es errónea. Dibuje un diagrama temporal desde que A
comienza a transmitir la primera trama hasta que A recibe la confirmación de la
transmisión de la última trama.
b) ¿Cuál es la eficiencia máxima del protocolo?
c) ¿Cuál serı́a el tamaño de ventana óptimo en ausencia de errores de transmisión?
Sol.: U = 0,75 / N = 4.
13. Considérese un protocolo del nivel de enlace (semi-dúplex) para transmisión de datos,
entre una estación primaria E y dos estaciones secundarias A y B, operando en modo de
respuesta normal, a las cuales sondea por lista empezando por la estación A. El protocolo
es un derivado de HDLC del tipo UN 3 (repertorio básico + rechazo selectivo con SREJ
+ numeración módulo 8), con los siguientes órdenes: SNRM, DISC, I, RR, RNR; y
respuestas: UA, DM, FRMR, I, RR, RNR. Para los apartados referentes a la realización
de un esquema de transmisión, se deben tener en cuenta las siguientes consideraciones:
Explique brevemente el significado de todas las instrucciones y respuestas según las
vaya empleando.
Al indicar el envı́o de una trama, utilice la notación: DIRECCIÓN, COMANDO/RESPUESTA, N(S), N(R), P/F (los tres últimos campos sólo si son necesarios).
Los tiempos de procesamiento y propagación son despreciables. El tiempo de transmisión de una trama de control es la mitad que el de una trama de datos.
a) ¿Qué significa modo de respuesta normal?
b) ¿Qué función tiene el bit P/F de las tramas en este modo de operación?
c) Dibuje un esquema indicando las órdenes y respuestas que se intercambian para
iniciar la transmisión entre todas las estaciones.
d) Suponiendo que la estación B desea enviar 8 tramas de datos a la estación primaria
(que no tiene nada que transmitir), dibuje un esquema indicando las órdenes y
respuestas que es necesario intercambiar para el envı́o y confirmación de todas las
tramas (sin errores).
e) La estación A desea enviar 3 tramas de datos a la estación primaria, y ésta, a su vez,
desea enviarle otras 3 tramas de datos. En la segunda trama de datos que está circulando por el canal se produce un error. Dibuje un esquema indicando las órdenes
y respuestas que se intercambian hasta conseguir la transmisión y confirmación de
todas las tramas.
f ) Si la estación B fuese sondeada mediante una trama B,REJx,P, ¿qué responderı́a?
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TEMA 4. FUNCIONES Y PROTOCOLOS DEL NIVEL DE ENLACE
14. Considérese un protocolo del nivel de enlace (semi-dúplex) para transmisión de datos,
entre una estación primaria A y una estación secundaria B, operando en modo de respuesta normal. El protocolo es un derivado de HDLC del tipo UN 2 (repertorio básico +
rechazo simple REJ + numeración módulo 8), con los siguientes órdenes: SNRM, DISC,
I, RR, RNR; y respuestas: UA, DM, FRMR, I, RR, RNR. Para los apartados referentes
a la realización de un esquema de transmisión, se deben tener en cuenta las siguientes
consideraciones:
Explique brevemente el significado de todas las instrucciones y respuestas según las
vaya empleando.
Al indicar el envı́o de una trama, utilice la notación: DIRECCIÓN, COMANDO/RESPUESTA, N(S), N(R), P/F (los tres últimos campos sólo si son necesarios).
El tiempo de procesamiento en A y B es despreciable.
El tiempo de propagación es de 1 ms.
Las estaciones A y B tardan en enviar una trama de datos 2 y 3 ms, respectivamente.
Ambas estaciones tardan 1 ms en enviar una trama de control.
De un apartado al siguiente, debe respetarse la numeración de las tramas.
a) Dibuje un diagrama temporal (en ms) partiendo de t = 0, indicando las órdenes y
respuestas que se intercambian para iniciar la transmisión entre las estaciones.
b) Dibuje un diagrama temporal si 1 ms después de finalizar la inicialización, A sondea
a B enviando 4 tramas de datos, y B acepta el sondeo enviando 3 tramas de datos.
c) Dibuje un diagrama temporal si 2 ms después de finalizar el intercambio de tramas
del apartado (b), A comienza a enviar 8 tramas de datos a B, sondeándolo en la
quinta de ellas.
15. Dos estaciones se comunican mediante un enlace vı́a satélite a 1 Mbps con un retardo de
propagación de 270 ms. El satélite sólo retransmite las tramas recibidas de una estación
hacia la otra, con un retardo de conmutación despreciable. El enlace utiliza un protocolo
del nivel de enlace derivado de HDLC del tipo BA 3 (repertorio básico + rechazo selectivo
con SREJ + numeración módulo 8), dónde las tramas tiene un tamaño total de 1024 bits.
Suponiendo que una de las estaciones envı́a tramas a la otra de forma continua, ¿cuál es
la eficiencia del enlace en ausencia de errores de transmisión? ¿Y si las tramas fuesen de
4096 bits?
Sol. (CRC de 2 bytes): U = 0,0072 / U = 0,029.
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EJERCICIOS PROPUESTOS
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16. Un host utiliza tecnologı́a DSL para conectarse a través de un enlace punto a punto
de 1 Km de longitud a su proveedor de acceso a Internet. El enlace posee un ancho
de banda de 1 MHz para los flujos de datos ascendente y descendente. Cada subcanal
emplea una subportadora con un ancho de banda total de 1,25 KHz que incluye una
banda de guarda de 0,25 KHz. El 25 % de los subcanales se asignan al flujo ascendente y
el 75 % restante al flujo descendente (no hay subcanales de control). Todos los subcanales
ascendentes usan 32768-QAM para codificar los datos mientras que todos los subcanales
descendentes usan 16384-QAM. Calcula la eficiencia máxima del protocolo de nivel de
enlace en sentido descendente, suponiendo subcanales libres de ruido y que el tiempo de
procesamiento de cada trama de datos o de confirmación es de 1 ms, en los siguientes
supuestos:
a) El protocolo de nivel de enlace utiliza tramas de datos de 1 KB de tamaño total,
con una cabecera y cola que suman en total 16 bytes, y tramas de confirmación de
16 bytes, con control de flujo mediante parada y espera.
b) El protocolo de nivel de enlace es HDLC BA 2 (vuelta atrás N) y utiliza tramas de
datos de 512 bytes de tamaño total.
Sol.: U = 0,1905 / U = 0,742.
17. Un host utiliza tecnologı́a DSL para conectarse, a través de un enlace punto a punto de 2
Km de longitud, a su proveedor de acceso a Internet. El enlace posee un ancho de banda
de 2 MHz para los flujos de datos ascendente y descendente. Cada subcanal emplea una
subportadora con un ancho de banda total de 1,25 KHz que incluye una banda de guarda
de 0,25 KHz. El 40 % de los subcanales se asignan al flujo ascendente y el 60 % restante
al flujo descendente (no hay subcanales de control). Todos los subcanales ascendentes
tienen una SNRdB de 15,052 dB mientras que todos los subcanales descendentes tienen
una SNRdB de 18,062 dB. Sabiendo que el protocolo de nivel de enlace utiliza tramas
de datos de 512 bytes de tamaño total, con una cabecera y una cola que suman en total
16 bytes, y tramas de confirmación de 32 bytes, calcula su eficiencia máxima en sentido
descendente con control de flujo mediante ventana deslizante (numeración módulo 2) en
ausencia de errores de transmisión.
Sol.: U = 0,82.
18. Un host utiliza tecnologı́a DSL para conectarse a través de un enlace punto a punto a
su proveedor de acceso a Internet. La velocidad de transmisión del flujo descendente es
de 65,536 Mbps y la velocidad de transmisión del flujo ascendente es de 40,96 Mbps.
Sabiendo que el protocolo de nivel de enlace utiliza tramas de datos de 512 bytes de
tamaño total, con una cabecera y una cola que suman conjuntamente 32 bytes, y tramas
de confirmación de 32 bytes, calcula la longitud máxima del enlace entre el host y el
proveedor para alcanzar una eficiencia óptima en sentido descendente. Considera que se
utiliza un control de flujo mediante ventana deslizante con vuelta atrás N (numeración
módulo 4) en ausencia de errores de transmisión.
Sol.: L = 10.703,125 m.
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TEMA 4. FUNCIONES Y PROTOCOLOS DEL NIVEL DE ENLACE
19. Un host utiliza tecnologı́a DSL para conectarse a través de un enlace punto a punto
a su proveedor de acceso a Internet. La velocidad de transmisión del flujo descendente
es de 10 Mbps y la velocidad de transmisión del flujo ascendente es de 60 Kbps. Se
utiliza un mecanismo de control de flujo mediante ventana deslizante con vuelta atrás N
(numeración módulo 8) en ausencia de errores de transmisión. El tiempo de procesamiento
es despreciable. Considerando que la longitud del enlace es de 1 Km y que el protocolo
de nivel de enlace utilizado en la conexión define el siguiente formato para sus tramas de
datos y de confirmación:
Formato trama de datos: Cabecera (8 bytes) — Datos (0-64 bytes) — CRC (16 bytes).
Formato trama de confirmación: Cabecera (8 bytes) — CRC (16 bytes).
Calcula los siguientes valores:
a) El tamaño de ventana deslizante del protocolo de enlace.
b) El tiempo total para enviar una trama de tamaño máximo al host y recibir su
confirmación.
c) La eficiencia en sentido descendente con tramas de tamaño máximo.
d) Enumera al menos tres variaciones sobre los parámetros de la conexión DSL o sobre
el protocolo de nivel de enlace para mejorar la eficiencia obtenida en el apartado
anterior.
Sol.: (a) N = 7. (b) 3280,4 µs. (c) Udown = 0,109.
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20. Considera un protocolo del nivel de enlace semi-dúplex para transmisión de datos, entre
una estación primaria P y una estación secundaria S, que utiliza HDLC operando en modo
de respuesta normal. La longitud del enlace es de 400 m, la velocidad de transmisión es
de 1 Gbps y la velocidad de propagación es de 2x108 m/s. El protocolo es HDLC del tipo
UN 3,9 (repertorio básico + opción 3: SREJ + Quitar I como orden), con las siguientes
órdenes: SNRM, DISC, I, RR, RNR; y respuestas: UA, DM, FRMR, I, RR y RNR. El
tiempo de procesamiento es despreciable.
a) Dado el formato de la trama HDLC:
Flag Address Control Information FCS Flag
1B
1B
1B
242B
4B 1B
Determina el tamaño óptimo de la ventana de transmisión en ausencia de errores.
b) Supongamos que la estación P desea enviar 3 tramas de información a la estación
secundaria y que la segunda trama de información es errónea cuando llega a la estación secundaria. Dibuja un diagrama temporal (en µs), indicando las instrucciones
y respuestas que es necesario intercambiar para el envı́o y validación de las tramas
de información. Para la realización del diagrama de transmisión, se deben tener en
cuenta las siguientes consideraciones:
Razona y explica brevemente la secuencia de tramas y las decisiones más importantes que hayas tomado.
Al indicar el envı́o de una trama, utilice la notación: DIRECCIÓN, COMANDO/RESPUESTA, N(S)* N(R)*, P/F* (* solo si son necesarios).
El tiempo de propagación y el tiempo transmisión de tramas de información y
supervisión deben contemplarse en la realización del diagrama. Utiliza el tiempo
de propagación y el tiempo de transmisión de tramas de información calculado
en el apartado a). Utiliza como tiempo de transmisión de tramas de supervisión
1 µs.
El tiempo de transmisión de las tramas no numeradas y su tiempo de procesamiento se consideran despreciables y no deben contemplarse en la realización
del diagrama.
Sol.: (a) N = 4, es decir, numeración módulo 8 que requiere 1 Byte.
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