Cátedra de Comunicaciones Comunicaciones Ingeniería en Sistemas de Información Facultad Regional Santa Fe – Universidad Tecnológica Nacional
10 Ejercicios resueltos de protocolo HDLC
Se presentan aquí 10 ejercicios resueltos para la comprensión del trabajo con protocolo sincrónico HDLC. Para facilitar la tarea de describir el flujo, en todos se ha utilizado el Modo Normal de Respuesta, dado que operando así los nodos se comunican en modo Half Duplex. Además, se declara en los enunciados (o queda implícito) que los comandos Connect, Set Mode y Disc son tramas UI (y no SV), y se les asigna un campo de datos para portar pará parámet metro ross con con una una long longitu itud d del del camp campo o homo homogén génea ea resp respect ecto o a las tramas tramas I. Esto Esto si bien bien se aparta de la especificación de HDLC, se acerca a la definición original del LAP de la entonces CCITT y facilita el trabajo. Se ha usado la nomenclatura estándar S: x R: x R: y P/F y P/F indicando (en orden) el número x número x de de secuencia enviado; el número y número y de de secuencia de la trama que se espera recibir y el bit P/F puesto puesto o ausen ausente. te. La utili utilizac zación ión del del bit bit P/F se ha ha simp simplif lifica icado do respec respecto to al está estánd ndar, ar, usánd usándose ose un blanco (es decir el bit no puesto) en las tramas que no invierten el flujo y el bit puesto (F en tramas I, P en tramas S) significando que la estación del otro lado está siendo sondeada. El modo normal de respuesta usado impide transmitir a una estación cuando ésta no ha sido sondeada. Los términos eficiencia y eficiencia y ocupación que ocupación que se usan en los cálculos, no están contenidos en el estándar mismo. Esos parámetros, usuales en la disciplina se usan con ese nombre dado que son comunes en la jerga.
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Ej ercici o 1 Supóngase un intercambio con HDLC en modo Normal de Respuesta en la que el lado A está definido como ETD maestro. Se utiliza Módulo 8 y ventana 3 y no se usan temporizadores. La conexión está cerrada al principio y se cierra al final, y los valores de negociación son aceptados por el lado B. El lado A tiene en buffers 11 tramas para enviar y el lado B ninguna, ni va a tener. El único inconveniente se produce mientras se envía la cuarta trama, cuando al lado B se le agotan los buffers al recibirla, y la contingencia dura todo el tiempo de recepción de las tramas quinta y sexta más dos sondeos , después de los cuales el lado B se recupera y continúa aceptando tramas. Agotadas las tramas para envío, continúa el sondeo hasta que A decide terminar la desconexión. Dibujar el flujograma.
LADO A
LADO B
CONNECT (parms) UA (Connect aceptado) SNRM (parms) UA (Modo y parms aceptados) S:0 R:0 S:1 R:0 S:2 R:0 F RR R:3 P
Acá ocurre la contingencia.
S:3 R:0 S:4 R:0 S:5 R:0 F RNR R:4 F RR R:0 P RNR R:4 F RR R:0 P RR R:4 P S:4 R:0 S:5 R:0 S:6 R:0 F RR R:7 P S:7 R:0 S:0 R:0 S:1 R:0 F RR R:2 P S:2 R:0 F RR R:3 P RR R:0 P RR R:3 P
..... RR R:0 P RR R:3 P DISCONNECT UA (Disc aceptado)
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Acá termina la contingencia.
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Ej er cicio 2 Dibujar cuál hubiera sido el efecto si en vez de agotarse el buffer de B con la recepción de la cuarta trama, se hubiera producido un error en su recepción (por un mal CRC, por ejemplo). LADO A
LADO B
..... RR R:3 P S:3 R:0
Esta es la trama que se recibe con errores
S:4 R:0 S:5 R:0 F RR R:4 P S:4 R:0
Hubiera tenido el mismo efecto RJ R:4 P
S:5 R:0 S:6 R:0 F RR R:7 P
.....
Después del RR R:7 P de B, el flujo terminaría como está descrito en el Ejercicio 1 .
Ej er cicio 3 Para el flujo anterior, supóngase que aparecen en B, 2 tramas para enviar inmediatamente después de despachar el RR R:7 P. Recuérdese que el flujo completo está descrito en el Ejercicio 1 y que B no está sondeado para hablar en el momento que aparecen las tramas. Dibuje el flujograma. LADO A
LADO B
..... RR R:4 P S:4 R:0 S:5 R:0 S:6 R:0 F RR R:7 P S:7 R:0 S:0 R:0 S:1 R:0 F S:0 R:2 S:1 R:2 F S:2 R:2 F
.....
Después de S:2 R :2 F de A, el flujo terminaría como está descrito en el Ejercicio 1 . Página 3 de 9
Acá aparecen las dos tramas de B. No hay piggybacking
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Ej erci cio 4 Con el escenario anterior, supóngase que ambas tramas hubieran aparecido en B antes de que hubiera mandado el acuse explícito RR R:7 P. Es decir inmediatamente después de la trama S:6 R:0 que A le envía a B. En tal caso, B contestará con su primera trama I con un acuse implícito en piggyback. Dibujar el flujograma sólo de esta porción del tráfico y señalar especialmente dónde habría un piggyback y dónde queda implícito el acuse. LADO A
LADO B
..... RR R:4 P Acá aparecen las dos tramas de B. El RR va en piggyback
S:4 R:0 S:5 R:0 S:6 R:0 F S:0 R:7 S:1 R:7 F
El acuse está implícito porque B envía a A R:7 y es un RR porque envía F
S:7 R:2 S:0 R:2 S:1 R:2 F RR R:2 P S:2 R:2 F
.....
Al igual que en el Ejercicio 3 , luego de la trama S:2 R:2 F de A, el flujo termina como en el Ejercicio 1.
Ej erci cio 5 En ese mismo escenario anterior, por error el nodo A envía un UA después de la trama S:0 R:2 . Obviamente, no es lo que B espera, ya que no emitió ningún UI para esperar un UA. Dibujar cómo se resolvería la situación. LADO A
LADO B
..... RR R:4 P Acá aparecen las dos tramas de B. El RR va en piggyback
S:4 R:0 S:5 R:0 S:6 R:0 F S:0 R:7 S:1 R:7 F
El acuse está implícito porque B env ía a A R:7 y es un RR porque envía F
S:7 R:2 S:0 R:2 UA FRMR S7:R:2 S:0 R:2 S:1 R:2 F RR R:2 P
.....
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Frame Reject le dice a A que lo recibido es ilógico o ilegible y que retransmita
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Ejercicio 6 Dos nodos se enlazan usando protocolo HDLC-MNR, con W = 3 y M = 8, y temporizadores T1= 50 ms y T2=0 . Inicialmente la conexión está cerrada y se abre y negocia, con aceptación inmediata del lado secundario. El lado A (primario) comienza con 10 tramas en buffers listas para ser despachadas, a las que llamaremos tramas primera a décima, y B ninguna. Comienza la transmisión y cuando B terminó de recibir la trama cuarta de A, la aloja y a partir de allí se le agotan los buffers temporariamente. Esa contingencia dura un tiempo de recepción de trama, luego de lo cual la contingencia desaparece. Luego, en B aparecen cuatro tramas para transmitir después de haberse recibido bien la trama sexta de A. El intercambio continúa normalmente y termina el flujo después de que A sondea tres veces a B sin encontrar tramas I de respuesta, y cierra la transmisión. Dibujar el flujograma y señalar los puntos más significativos. LADO A
LADO B
CONNECT (parms) UA (Connect aceptado) SNRM (parms) UA (Modo y parms aceptados) S:0 R:0 S:1 R:0 S:2 R:0 F RR R:3 P
Acá empieza la contingencia.
S:3 R:0 S:4 R:0 Acá termina la contingencia.
S:5 R:0 F RR R:4 P S:4 R:0 S:5 R:0 S:6 R:0 F S:0 R:7
Acá se recibió la sexta trama y aparecen las tramas de B
S:1 R:7 S:2 R:7 F S:7 R:3 S:0 R:3 S:1 R:3 F S:3 R:2 F RR R:4 P RR R:2 P RR R:4 P RR R:2 P RR R:4 P RR R:2 P DISCONNECT UA (Disc aceptado)
Encontramos las siguientes cantidades de tramas: Información: 3 UI (Connect, SNRM, Disc) + 12 I de A + 4 I de B = 19 (14 útiles) Supervisoras: 3 RR de A + 5 RR de B + 3 UA = 11 Página 5 de 9
Acá va el RR en piggyback
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Ej erci cio 7 Como variante, entiéndase que en el Ejercicio 6 la aparición en B de tramas para transmitir, ocurren inmediatamente después de la recepción de la sexta trama de A aunque ésta se descarte por el problema de la contingencia. En tal caso, el flujo completo sería dist into ya que en lugar de enviar B un acuse explícito informando que recibió sólo hasta la cuarta trama, lo podría hacer en piggyback, y eso modificaría el resto del flujo. ¿Cómo sería éste? Además, señales estas cuestiones. LADO A
LADO B
CONNECT (parms) UA (Connect aceptado) SNRM (parms) UA (Modo y parms aceptados) Acá termina la contingencia.
S:0 R:0 S:1 R:0 S:2 R:0 F RR R:3 P S:3 R:0 S:4 R:0 S:5 R:0 F S:0 R:4 S:1 R:4 S:2 R:4 F S:4 R:3 S:5 R:3 S:6 R:3 F S:3 R:7 F S:7 R:4 S:0 R:4 S:1 R:4 F RR R:4 P RR R:2 P RR R:4 P RR R:2 P RR R:4 P RR R:2 P DISCONNECT UA (Disc aceptado)
Ahora encontramos las siguientes cantidades de tramas: Información: 3 UI (Connect, SNRM, Disc) + 12 I de A + 4 I de B = 19 (14 útiles) Supervisoras: 3 RR de A + 4 RR de B + 3 UA = 11
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Acá se recibió la sexta trama y aparecen las tramas de B
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Ejercicio8 Con el escenario del Ejercicio 6 supóngase que ambos nodos se encuentran vinculados por un tramo satelital con un par de módems 64-QAM funcionando a 512 Kbps y que cada trasponder trabaja como un retransmisor de capa 1 con retransmisión secuencial que inserta 100 tiempos de bits en la transmisión de cada haz. El NVP promedio del medio es 0,87 y la distancia promedio al satélite desde un nodo es de 38.750 Km. Calcular a) cuánto duró esta sesión, b) cuál fue la eficiencia del protocolo y c) cuál fue la ocupación del enlace, indicando los tiempos en milisegundos con dos decimales. a) Tiempo de la transacción: Ttotal = Latencia + modulación + temporizadores Tiempo de un bit en el aire =
(38.750 x 2) Km
= 0,29693 s = 296,93 ms
300.000 Km/s x 0,87 Tiempo de inserción de 100 bits = 100 bit
= 0,000195 s = 0,19 ms
512000 bit/s Latencia del medio = Tiempo en el aire + Tiempo de retardo = 296,93 + 0,19 = 297,12 ms
Tiempos de modulación : Tiempo de una Trama I = (768 + 6) Byte x 8 bit/Byte = 0,01209 s = 12,09 ms 512000 bit/s Tiempo de una Trama S = 6 Bytes x 8 bit/Byte = 0,000093 s = 0,09 ms 512000 bit/s Ttotal = 20 x Latencia + 19 x Tiempo de trama I + 11 x Tiempo de tramas S Ttotal = 20 x 297,12 + 19 x 12,09 + 11 x 0,09 = 6.173,1 0 Tiempo Total = 6.183,10 ms
b) Eficiencia del protocolo Eficiencia = bits útiles = bits totales Eficiencia =
14 tramas x 768 Byte x 8 bit
=
19 tramas x (768+6) Byte x 8 bit + 11 tramas x 6 Byte x 8 bit
86016 bit
= 8601 6 = 0,72786
117648 bit + 528
118176 Eficiencia = 72,79%
c) Ocupación del enlace Bits reales: los que se transmitieron durante la sesión = 118.176 Bits potenciales: los que se podrían haber transmitido = 512000 bit/s x 6,1831 s = 3.165.747 Ocupación =
bit efectivamente transmitidos
=
Bit que se podrían haber enviado durante la sesión
118.176 = 0,0373 3.165.747
Ocupación = 3,73% Nota: se trabajó ignorando los temporizadores, ya que se usó el bit P/F. Se hubiera computado sólo un T1 que hubiera expirado en A esperando las tramas posteriores a la cuarta de B.
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Encontramos las siguientes cantidades de tramas intercambiadas: Información: 3 [UI] (Connect, SNRM, Disc) + 3 [I] (de A) + 19 [I] (de B) = 25 (15 útiles) Supervisoras: 9 [RR] (de A) + 5 [RR] (de B) + 3 [UA] = 17
Ej erci cio 10 Para el escenario dado en el Ejercicio 9 , suponer que se usó un módem de 256 Kbps y un medio que tiene una latencia de 23 ms, y calcular a) la eficiencia del protocolo y b) la ocupación del enlace.
a) Cálculo de la Eficiencia del protocolo en este intercambio Eficiencia = bits útiles = Bits totales Eficiencia =
7.680
15 tramas x 64 Byte x 8 bit
=
25 tramas x (64+6) Byte x 8 bit + 17 tramas x 6 Byte x 8 bit = 7.680 = 0,5183
14.000 + 816
14.816 Eficiencia = 51,83%
b) Cálculo de la ocupación del medio Ttotal = Latencia + modulación + temporizadores Latencia de medio = 23 ms Tiempo de una Trama I = (64 + 6) Byte x 8 bit/Byte = 0,00218 s = 2,18 ms 256000 bit/s Tiempo de una Trama S = 6 Bytes x 8 bit/Byte = 0,00018 s = 0,18 ms 256000 bit/s Temporizador T2 = 50 ms
Ttotal = 26 x Latencias + 25 Tiempos de tramas I + 17 Tiempos de tramas S + 5 T2 Ttotal = 26 x 2,18 + 17 x 0,18 + 5 x 50 = 3 09,74 ms Bits reales: los que se transmitieron durante la sesión = 14.816 Bits potenciales: los que se podrían haber transmitido = 256.000 bit/s x 0,30974 s = 79.293 Ocupación =
bits efectivamente transmitidos
= 14.816 = 0,1868
bits que se podrían haber enviado durante la sesión Ocupación = 18,68%
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79.293