Protocolos y su Arquitectura

1. Protocolos y su Arquitectura Tema III-A Calderón, Luis Gil, Gabriela

2. Modelo de Comunicaciones Digitales • Protocolo: Es un conjunto de reglas usadas por computadoras para comunicarse unas con otras a través de una red. Dominan la sintaxis, semántica y sincronización de la comunicación.

3. Modelo de Comunicaciones Digitales • Arquitectura: Es el conjunto de módulos que realizan todas las funciones necesarias en el proceso de comunicación.

4. Protocolo: • Directo/Indirecto Según la naturaleza de la comunicación. • Monolítico/Estructurado Si contiene en si mismo el software para el proceso o posee estructura organizada por jerarquías.

5. Protocolo • Simétricos/Asimétricos Si se involucran entidades pares o impares • Estándares/No Estándares Según su compatibilidad con diversos sistemas

6. Funciones de un Protocolo • Encapsulamiento • Dirección • Código de detección de errores • Control de Protocolo • Segmentación y Ensamblado Particiona la información y luego recuperar los datos originales

7. Funciones de un Protocolo • Control de la Conexión Administra el proceso de intercambio de información con o sin conexión • Entrega de Orden La capacidad de ordenar los PDU’s antes de entregarlos a la entidad correspondiente • Control de Flujo • Evitar que la velocidad del receptor desborde su capacidad de recibir datos y estos se pierdan

8. Funciones de un Protocolo • Control de Errores Es necesaria para recuperar pérdidas o deterioros de los datos y de la información de control. Son dos funciones separadas: • La detección del error • La retransmisión • Direccionamiento • Este aspecto tiene que ver con la eficaz entrega de las PDU’s a las entidades que corresponda

9. Funciones de un Protocolo • Multiplexación • Ascendente: varias conexiones del nivel superior comparten, o se mux sobre una única conexión del nivel inferior. • Descendente: consiste en establecer una única conexión del nivel superior utilizando varias conexiones del nivel inferior, el trafico de la conexión del nivel superior se divide así entre las conexiones inferiores.

10. Funciones de un Protocolo • Servicios de Transmisión Pueden ser varios: a) Prioridad: jerarquizar los mensajes a enviar b) Calidad de servicio: velocidad en la entrega de los mensajes, manejo del retardo, etc. c) Seguridad: resguardo ante usuarios no autorizados.

11. Protocolo XMODEM • Es uno de los protocolos mas comunes, orientado a carácter de tipo ARQ y con un sistema de “envío y espera” para la corrección de errores y desarrollado para transmisiones entre microordenadores • Las tramas del protocolo XMODEM tienen una longitud de datos fija de 128 bytes. Los otros campos que posee la trama son de 1 byte:

12. Protocolo XMODEM • Los campos que componen una trama XMODEM son los siguientes:

13. Protocolo XMODEM • Cabecera: • Consiste en el envío de un carácter SOH (Start Of Header) en código ASCII. Actúa de bandera señalizadora de comienzo de trama. • Número de secuencia: • Este campo es un contador que numera las tramas, de modo que la primera trama transmitida lleva el valor 1, y que todas las tramas se identifican unívocamente hasta que se le da la vuelta al contador (8 bits: valores de 1 a 256). Si una trama se pierde se detectará en el receptor, puesto que llegará una trama con un número de secuencia superior a la que esperaba.

14. Protocolo XMODEM • C-1 secuencia: • este campo se calcula como el complemento a 1 del campo “Número de secuencia” de la trama. Por ejemplo, si se está enviadando la trama nº 1: • Cuando el receptor recibe una trama, calcula la operación lógica XOR complementada (NXOR) Si el resultado es 0, implica que la secuencia es correcta. Si la recepción no es correcta, XMODEM avisa al emisor que debe retransmitir la trama.

15. Protocolo XMODEM • Datos de usuario: • Este campo codifica los datos de usuario con longitud fija de 128 bytes. Si el número de caracteres del fichero no es múltiplo de 128, se utilizará un “carácter de relleno” para completar los bytes necesarios hasta 128. Este “carácter de relleno” es un parámetro configurable del protocolo. • Control de errores: • este campo es el resultado de la aplicación de algún mecanismo de detección de errores (código de paridad de bloque o checksum) calculado sobre los datos de usuario.

16. Protocolo YMODEM • Deriva de X MODEM pero emplea paquetes de 1024 bytes lo que lo hace mas eficaz si la línea no es muy ruidosa, conservando el nombre, estructura de la trama y la longitud. (También se conoce como X MODEM de 1 kb.)

17. Control de FlujoXon/Xoff • Se trata de un protocolo para el control del flujo de datos entre los ordenadores y otros dispositivos mediante una conexión serie asíncrona (sin control de tiempos). Es decir, son señales que permiten detener o reanudar el flujo de datos.

18. Control de FlujoXon/Xoff disponible Continua Xon transmite Xoff parar llena

19. Protocolo DDCMP • El protocolo DDCMP es un protocolo general y puede utilizarse en sistemas HDX y FDX, serie o paralelo, asincronicos y sincronicos, punto a punto y multipunto. • La principal desventajas del protocolo BSC es la complicacion que se produce como resultado de los procedimientos especiales utilizados para asegurar la transparencia. Este problema se ha resulto en el protocolo DDCMP(Digital Data Communication Message Protocol) desarrollado por la DEC, en el cual mediante el conteo de los caracteres u octetos contenidos en el campo informacion se ha eliminado la utilizacion de DLE y de otros caracteres de control

20. Características Del Protocolo DDCMP • Control por Conteo de Bytes • Operación Asincrónica/Sincrónica, Serie/Paralelo, HDX/FDX • Modo de Respuesta Normal • Transmisión Punto a Punto, Multipunto, Líneas Dedicadas,Radio • Velocidades desde 1200 bps hasta 56 kbps • Interfaces: RS-232D, V.24/V.28, V.35, V.36

21. Protocolo DDCMP • Este protocolo, cuyo formato se muestra a continuación utiliza un Encabezado o “header” que contiene los campos CLASE, CONTEO, BANDERA, RESPUESTA, SECUENCIA, DIRECCION y BCC1. Este Encabezado no es opcional, más bien es la parte más importante de la trama, pues contiene información acerca del número de octetos de información así como las cantidades de octetos transmitidos y recibidos, que son las dos características más importantes del protocolo DDCMP

22. Protocolo DDCMP

23. Protocolo SDLC • Desarrollado por la IBM en 1974 para sistemas multipunto con una Estación Principal y múltiples Estaciones Secundarias. • Opera en el Modo de Respuesta Normal (Normal Response Mode, NRM), en el cual todas las estaciones Secundarias están subordinadas a la Estación Principal (Sistema Maestra-Esclava) y no efectúan ninguna operación que no sea solicitada por la Maestra. • Es muy utilizado por la IBM en muchos de sus sistemas

24. Características Del Protocolo SDLC • Control Dígito a Dígito (Bit-OrientedProtocol) • Transmisión Serie, Sincrónica, HDX/FDX, punto a punto y multipunto • Velocidades: desde 1200 bps hasta 1 Mbps • Interfaces: RS-232D, V.24/V.28, V.35, RS-449, RS-422A • Medios de Transmisión: par trenzado, cable coaxial, radio • Modo de Respuesta Normal • Transparencia asegurada mediante inserción de CEROS

25. Protocolo SDLC • El formato SDCL es, con algunas diferencias, el mismo que el del protocolo HDLC; de hecho, el protocolo HDLC es una versión avanzada del protocolo SDLC y normalizada por la ISO y el UIT-T. Como el formato SDLC y HDLC tienen la misma forma y aplicación.

26. Protocolo SDLC

27. Protocolo SDLC • El protocolo SDLC es uno de los protocolos sincrónicos más antiguos aunque no obsoleto, pues la IBM lo utiliza todavía en muchos de sus sistemas. • Una forma avanzada del protocolo SDLC es el protocolo HDLC

28. Protocolo HDLC • HDLC (High-Level Data Link Control), control de enlace síncrono de datos) es un protocolo de comunicaciones de propósito general punto a punto, que opera a nivel de enlace de datos. Se basa en ISO 3309 e ISO 4335. Surge como una evolución del anterior SDLC. Proporciona recuperación de errores en caso de pérdida de paquetes de datos, fallos de secuencia y otros, por lo que ofrece una comunicación confiable entre el transmisor y el receptor.

29. Características Del Protocolo HDLC • Control por Dígitos • Transmisión Sincrónica HDX/FDX • Formatos de Carácter: ASCII, EBCDIC • Modos de Operación: NRM, ARM y ABM ( Comunicación Par a Par) • Velocidades de Transmisión: desde 300 bps hasta 10 Mbps • Interfaces: RS-232C, V.35, RS-423A, RS-422A, RS-449 • Medios de Transmisión: par trenzado, radio, cable coaxial, fibra óptica • Transparencia mediante inserción de ceros

30. Protocolo HART • En 1986 fue introducido por primera vez por la compañía Rosemount Inc. HART (Highway Adressable Remote Transducer). Este protocolo proporciona una solución para la comunicación de instrumentos inteligentes, compatible con la transmisión analógica en corriente 4-20mA, que permite que la señal analógica y las señales de comunicación digital sean transmitidas simultáneamente sobre el mismo cableado. Mediante este sistema la información de la variable primaria y señal de mando es transmitida mediante la señal analógica de 4-20mA, mientras que la señal digital es utilizada para transmitir otro tipo de información diferente como parámetros del proceso, configuración, calibración e información de diagnostico del instrumento.

31. Protocolo HART • HART es principalmente un protocolo maestro/esclavo lo que significa que el dispositivo de campo (esclavo) habla solo cuando es preguntado por un maestro. En una red HART dos maestros (primario y secundario) pueden comunicar con un dispositivo esclavo. Los maestros secundarios pueden comunicarse con los dispositivos de campo sin distorsionar la comunicación con el maestro primario. Un maestro primario puede ser típicamente un DCS (Sistema Distribuido de Control), un PLC, o un sistema central de monitorización o control basado en PC, mientras un maestro secundario puede ser un comunicador portátil. Una configuración típica con dos maestros se muestra en la Figura

32. Protocolo HART

33. GRACIAS POR SU ATENCION