Capa de Enlace de Datos

1. Capa de Enlace de Datos

2. Capa de Enlace de Datos Transmisi�n confiable de tramas entre equipos directamente conectados.

3. Confiabilidad Errores de transmisi�n Detecci�n Retransmisi�n PAR Tramas duplicadas N�meros de secuencia Tramas perdidas Petici�n de retransmisi�n Existen tambi�n los c�digos correctores de errores. Automatic Repet reQuestExisten tambi�n los c�digos correctores de errores. Automatic Repet reQuest

4. Detecci�n de errores C�digos de bloques: se agregan bits de redundancia a cada bloque de informaci�n transmitida. VRC y LRC (paridad) CRC x16 + x12 + x5 + 1 100000100110000010001110110110111 Polinomios: LAPB 802.3 Shannon (codificaci�n canal): �Cu�l es la m�xima velocidad de transmisi�n de informaci�n C si se acepta una probabilidad de error peque�a e ? C depende de la distribuci�n de probabilidad de los errores en el medio. Si se agregan suficientes bits de redundancia, una palabra de c�digo con bits en error puede distinguirse de otra con una probabililidad alta (distancia de Hamming). Despu�s hay que aplicar Nyquist para determinar qu� tan r�pido pueden mandarse los bits (informaci�n + redundancia). Polinomios: LAPB 802.3 Shannon (codificaci�n canal): �Cu�l es la m�xima velocidad de transmisi�n de informaci�n C si se acepta una probabilidad de error peque�a e ? C depende de la distribuci�n de probabilidad de los errores en el medio. Si se agregan suficientes bits de redundancia, una palabra de c�digo con bits en error puede distinguirse de otra con una probabililidad alta (distancia de Hamming). Despu�s hay que aplicar Nyquist para determinar qu� tan r�pido pueden mandarse los bits (informaci�n + redundancia).

5. Configuraciones Computadora - terminales (maestro - esclavos) punto a punto multipunto Computadora - computadora (entre pares)

6. BSC Protocolo orientado a caracteres Utiliza secuencias de caracteres especiales para implementar funciones de control SYN, ENQ, EOT, SOH, STX, ETX, ETB, ACK, NAK, DLE BISYNC Binary Synchronous Communications protocol (Binary Synchronous Control)BISYNC Binary Synchronous Communications protocol (Binary Synchronous Control)

7. BSC Fases: Establecimiento del enlace SYN SYN direcci�n ENQ Transferencia de informaci�n Terminaci�n SYN SYN EOT

8. BSC Transferencia de informaci�n Env�o de mensajes entre usuarios en uno o m�s bloques (tramas) Protocolo bidireccional alternado Los acuses de recibo se alternan: ACK 0, 1 En modo transparente los caracteres de control van precedidos de DLE inserci�n de caracteres DLE

9. BSC

11. HDLC Protocolo orientado a bits Utiliza un campo de las tramas para implementar funciones de control Transmisi�n bidireccional simult�nea Usa una ventana deslizante En modo transparente inserci�n de bits IBM SDLC ANSI ADCCP ISO HDLCIBM SDLC ANSI ADCCP ISO HDLC

12. HDLC

13. HDLC El FCS cubre: Direcci�n, Control e Informaci�n.El FCS cubre: Direcci�n, Control e Informaci�n.

14. Ventanas deslizantes

15. Ventanas deslizantes

16. Ventanas deslizantes

17. Rechazos

18. HDLC Subconjuntos o variantes PPP LAPB LAPM LAPD LAPF LLC LAPD es ABM, siempre usa n�meros de secuencia de 7 bits y direcciones de 16 bits.LAPD es ABM, siempre usa n�meros de secuencia de 7 bits y direcciones de 16 bits.

19. PPP Usado en Internet computadora - enrutador ISP enrutador - enrutador Es similar a HDLC puede ser orientado a caracteres o a bits utiliza la direcci�n 0xFF env�a tramas UI tiene un nuevo campo: Protocolo En un enlace as�ncrono orientado a caracteres, se utiliza el car�cter de escape 0x7d Si se necesita confiabilidad se utiliza una conexi�n abierta con SABME Simpson, W., Editor, "The Point-to-Point Protocol (PPP)", STD 51, RFC 1661, Daydreamer, July 1994. En un enlace as�ncrono orientado a caracteres, se utiliza el car�cter de escape 0x7d Si se necesita confiabilidad se utiliza una conexi�n abierta con SABME Simpson, W., Editor, "The Point-to-Point Protocol (PPP)", STD 51, RFC 1661, Daydreamer, July 1994.

20. PPP Protocolo IP 0x0021 LCP 0xc021 IPCP 0x8021 Link Control Protocol IP Control Protocol es un Network Control ProtocolLink Control Protocol IP Control Protocol es un Network Control Protocol

21. PPP LCP permite negociar: Tama�o m�ximo de las tramas Protocolo de autenticaci�n PAP (Protocolo 0xc023) CHAP (Protocolo 0xc223) Compresi�n del campo Protocolo Supresi�n de los campos Direcci�n y Control Por omisi�n el tama�o m�ximo es 1500 bytes. Password Authentification Protocol Challenge Handshake Authentification Protocol El campo Protocolo puede usar s�lo un byte Pueden suprimirse campos constantesPor omisi�n el tama�o m�ximo es 1500 bytes. Password Authentification Protocol Challenge Handshake Authentification Protocol El campo Protocolo puede usar s�lo un byte Pueden suprimirse campos constantes

22. PPP IPCP permite negociar: Direcci�n IP de la computadora Compresi�n de los encabezados TCP/IP Protocolo 0x002d Compresi�n diferencial de encabezados (Van Jacobson)Compresi�n diferencial de encabezados (Van Jacobson)

23. LAPB Comandos y respuestas Informaci�n Supervisi�n RR RNR REJ No numeradas SABM SABME UA DM DISC UA

24. M�dems MNP Correcci�n de errores 10 clases (negociaci�n) MNP4 transmisi�n s�ncrona de tramas ensamblado adaptivo de tramas y overhead reducido eficiencia de 120%

25. M�dems MNP MNP5 compresi�n, eficiencia de 200% MNP9 compresi�n mejorada (MNP7) piggybacking y retransmisi�n selectiva eficiencia de 300%

26. M�dems V.42 control de errores LAPM MNP4 V.42bis compresi�n hasta 4 a 1 V.44 compresi�n hasta 6 a 1 V.42 bis es LZ V.44 (11/2000)V.42 bis es LZ V.44 (11/2000)

27. Compresi�n Reducci�n de informaci�n redundante poco perceptible Compresi�n Sin p�rdida Con p�rdida JPEG MPEG MP3 La informaci�n describe algo impredecible. MP3 (MPEG-1 Audio Layer-3) Its compression algorithm is based on a complicated psycho-acoustic model. The human hearing range is (20Hz-20Khz) and it is most sensitive (2-4 KHz). The MP3 model among other techniques tries to eliminate the frequencies which the human ear is unable to hear keeping all the hearing frequencies leaving intact the hearing experience. La informaci�n describe algo impredecible. MP3 (MPEG-1 Audio Layer-3) Its compression algorithm is based on a complicated psycho-acoustic model. The human hearing range is (20Hz-20Khz) and it is most sensitive (2-4 KHz). The MP3 model among other techniques tries to eliminate the frequencies which the human ear is unable to hear keeping all the hearing frequencies leaving intact the hearing experience.

28. Compresi�n Codificaci�n (sin p�rdida) Run-length Estad�stica: Huffman Lempel-Ziv

29. Compresi�n Run-length Env�a la longitud de secuencias de s�mbolos repetidos s�mbolo s�mbolo s�mbolo cuenta Run-length como se utiliza en MNP. Otra variante: CTRL count charRun-length como se utiliza en MNP. Otra variante: CTRL count char

30. Compresi�n La entrop�a de un s�mbolo mide la cantidad de informaci�n (en bits) que contiene -log2p(i) La entrop�a de un mensaje es la suma de la entrop�a de sus s�mbolos individuales Shannon: codificaci�n �fuente�. La salida de una fuente se modela como una secuencia de variables aleatorias. Si una fuente emite n s�mbolos equiprobables (iid), la cantidad de informaci�n contenida en un s�mbolo es: Q = log2(n) = - log2(1/n) // modelo de orden 0 Si n=2 entonces la entrop�a de cada s�mbolo es 1 bit Si los s�mbolos no son equiprobables (no id�nticamente distribuidos): Q(i) = -log2p(i) // modelo de primer orden Si p(simbolo)=1/2 entonces la entrop�a del s�mbolo es 1 bitShannon: codificaci�n �fuente�. La salida de una fuente se modela como una secuencia de variables aleatorias. Si una fuente emite n s�mbolos equiprobables (iid), la cantidad de informaci�n contenida en un s�mbolo es: Q = log2(n) = - log2(1/n) // modelo de orden 0 Si n=2 entonces la entrop�a de cada s�mbolo es 1 bit Si los s�mbolos no son equiprobables (no id�nticamente distribuidos): Q(i) = -log2p(i) // modelo de primer orden Si p(simbolo)=1/2 entonces la entrop�a del s�mbolo es 1 bit

31. Compresi�n La entrop�a de una fuente es el promedio de la entrop�a de sus s�mbolos posibles -?p(i)log2p(i) (1<= i <=n) Es el promedio del m�nimo n�mero de bits por s�mbolo que se necesitan para representar la informaci�n de la fuente (sin p�rdida) La entrop�a es el valor medio de la cantidad de informaci�n asociada a la recepci�n de un s�mbolo emitido por la fuente. Si los s�mbolos no son independientes, se usan probabilidades condicionales: modelos de orden 2 y superiores. MNP7 usa una versi�n de Huffman que utiliza la probabilidad condicional del siguiente caracter. El teorema de codificaci�n (sin ruido) de Shannon establece que usando una extensi�n suficientemente grande de la fuente (codificando secuencias suficientemente largas de s�mbolos y no s�mbolo por s�mbolo), la longitud promedio del mensaje codificado puede acercarse tanto como se quiera a la entrop�a de la fuente.La entrop�a es el valor medio de la cantidad de informaci�n asociada a la recepci�n de un s�mbolo emitido por la fuente. Si los s�mbolos no son independientes, se usan probabilidades condicionales: modelos de orden 2 y superiores. MNP7 usa una versi�n de Huffman que utiliza la probabilidad condicional del siguiente caracter. El teorema de codificaci�n (sin ruido) de Shannon establece que usando una extensi�n suficientemente grande de la fuente (codificando secuencias suficientemente largas de s�mbolos y no s�mbolo por s�mbolo), la longitud promedio del mensaje codificado puede acercarse tanto como se quiera a la entrop�a de la fuente.

32. Compresi�n Huffman Construye un �rbol binario basado en la probabilidad de ocurrencia de cada s�mbolo Asigna a los s�mbolos m�s frecuentes c�digos cortos Huffman din�mico El �rbol se construye din�micamente y var�a con el tiempo Es �ptimo si se conocen las estad�sticas de la fuente (Fixed length symbols -> variable length output bits). Si las probabilidades de los s�mbolos son potencias de �, entonces se alcanza el l�mite de Shannon. Al algoritmo Huffman din�mico tambi�n se le conoce como Huffman adaptivo.Es �ptimo si se conocen las estad�sticas de la fuente (Fixed length symbols -> variable length output bits). Si las probabilidades de los s�mbolos son potencias de �, entonces se alcanza el l�mite de Shannon. Al algoritmo Huffman din�mico tambi�n se le conoce como Huffman adaptivo.

33. Compresi�n Lempel-Ziv (LZ77 y 78) Basados en un diccionario (din�mico) de cadenas Env�an el lugar, en el diccionario, donde se encuentra una cadena ya vista Variaciones de LZ78 se usan en: compress (de UNIX) V.42bis Si el diccionario es infinito, LZ se acerca al l�mite de Shannon (independientemente de las caracter�sticas de la fuente). Variable length symbols -> fixed length output bits En LZ77 el diccionario es impl�cito, es una ventana de s�mbolos pasados. Se env�a un �ndice (de la ventana) y un contador (de caracteres). LZ78 -> LZW(elch) -> LZC(ompress) LZC utiliza �ndices de longitud variable y reinicia el diccionario si el algoritmo empieza a no comprimir bien por que los patrones del texto han cambiado) LZW -> V42.bis Si el diccionario es infinito, LZ se acerca al l�mite de Shannon (independientemente de las caracter�sticas de la fuente). Variable length symbols -> fixed length output bits En LZ77 el diccionario es impl�cito, es una ventana de s�mbolos pasados. Se env�a un �ndice (de la ventana) y un contador (de caracteres). LZ78 -> LZW(elch) -> LZC(ompress) LZC utiliza �ndices de longitud variable y reinicia el diccionario si el algoritmo empieza a no comprimir bien por que los patrones del texto han cambiado) LZW -> V42.bis

34. Compresi�n En la pr�ctica se utilizan combinaciones de m�ltiples algoritmos de compresi�n Por ejemplo: MNP5 usa run length y Huffman din�mico pkzip usa una variante de LZ77 y Huffman MNP7 usa una versi�n que utiliza la probabilidad condicional del siguiente car�cter (modelo de orden 2). pkzip: LZ77 -> LZSS FRF.9: LZ77 -> LZS (ANSI X3.241-1994) The PPP Compression Control Protocol (RFC 1962) provides a method to negotiate and utilize compression protocols over PPP encapsulated links. Puede utilizar LZS. Variaciones de LZ se usan en compress (de UNIX), gif, V.42bis y FRF.9 Pueden utilizarse en conjunto: primero run-length y despu�s Huffman. MNP7 usa una versi�n que utiliza la probabilidad condicional del siguiente car�cter (modelo de orden 2). pkzip: LZ77 -> LZSS FRF.9: LZ77 -> LZS (ANSI X3.241-1994) The PPP Compression Control Protocol (RFC 1962) provides a method to negotiate and utilize compression protocols over PPP encapsulated links. Puede utilizar LZS. Variaciones de LZ se usan en compress (de UNIX), gif, V.42bis y FRF.9 Pueden utilizarse en conjunto: primero run-length y despu�s Huffman.