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 Introducción

 Durante el diseño de protocolos, dos tipos de errores son difíciles de evitar:

1. Diseño de un conjunto incompleto de reglas. 

2. Diseño de reglas contradictorias. 

La ambición de idea es hacer que el conjunto de reglas sea tanto completo como consistente.

 Los Cinco Elementos de un Protocolo

 La especificación de un protocolo, consiste de las siguientes partes:

1. El servicio provisto por el protocolo.

2. Las suposiciones hechas acerca del medio ambiente en el cual el protocolo será ejecutado.

3. El vocabulario de mensajes usados para implementar el protocolo.

4. La codificación (formato) de cada mensaje del vocabulario.

5. Las reglas de intercambio de mensajes.

El último elemento es el más difícil de diseñar y de verificar; nos dedicaremos principalmente al diseño y validación del conjunto de reglas no ambiguas.

 Ejemplo de la especificación de un Protocolo

 Especificación del Servicio

• El objetivo del protocolo es la transferencia de archivos texto como consecuencia de caracteres a través de una línea telefónica, con detección y corrección de errores.

• Transferencia full-duplex.

• Reconocimientos positivos y negativos para el tráfico de A a B son enviados por el canal de B a A y viceversa.

• Cada mensaje contiene dos partes:

          1. Información              2. Control aplicado al tráfico en el canal inverso.

 Supuestos acerca del Medio Ambiente

• Por lo menos dos usuarios del servicio de transferencia de archivos y un canal de transmisión.

• Los usuarios simplemente realizan una petición para la transferencia de archivo y esperan su terminación.

• El canal de transmisión puede distorsionar los mensajes de manera arbitraria.

• El canal de transmisión no pierde, duplica, inserta o reordena mensajes.

• Se asume que un módulo de nivel inferior es el encargado de detectar mensajes alterados y reemplazarlos por mensajes no alterados de tipo err.

 Vocabulario del Protocolo

Define tres tipos de mensajes:

• ack. Mensaje combinado con un reconocimiento positivo.

• nack. Mensaje combinado con un reconocimiento negativo.

• err. Mensaje con error de transmisión.

 De manera breve, el vocabulario puede ser expresado como un conjunto:

  V = {ack, err, nak}

 Formato de los Mensajes

Cada mensaje consiste de dos campos de tamaño fijo:

• Campo de control que identifica el tipo de mensaje.

• Campo de datos conteniendo el caracter.

 La forma general de cada mensaje puede ser representada de manera simbólica como una simple estructura de dos campos:

{control tag, data}

En lenguaje C, de manera más detallada, se tendría:

 enum control {ack, nak, err}
 struct message{
          enum control tag;
          unsigned char data;
 };

 Conjunto de Reglas

De manera informal, las reglas del protocolo son:

1. Si el mensaje recibido no contiene errores, el siguiente mensaje que será enviado por el canal en sentido inverso, contendrá un reconocimiento positivo; si el mensaje recibido tuvo error, entonces contendrá un reconocimiento negativo.

2. Si el mensaje recibido contiene un reconocimiento negativo o es un error, entonces retransmitir el mensaje viejo; en otro caso, generar un nuevo mensaje para ser transmitido.

Para formalizar estas reglas, se puede hacer uso de las siguientes técnicas:

• Diagramas de transición de estados.

• Diagramas de flujo.

• Expresiones algebraicas, etc.

 Servicio y Medio Ambiente

 Modelo OSI de ISO  (Introducción)

 La necesidad de intercambiar información entre sistemas heterogéneos, es decir, entre sistemas cuyas tecnologías son muy diferentes entre sí, llevó a la ISO (International Standard Organization) a buscar la manera de regular dicho intercambio de información. El modelo de referencia OSI (Open Systems Interconnection) surgió en el año de 1983 y fue el resultado del trabajo de la ISO para la estandarización internacional de los protocolos de comunicación. El modelo OSI consta de siete capas o niveles. Las características generales de las capas son las siguientes:

• Cada una de las capas desempeña funciones bien definidas.

• Los servicios proporcionados por cada nivel son utilizados por el nivel superior.

• Existe una comunicación virtual entre dos mismas capas, de manera horizontal.

• Existe una comunicación vertical entre una capa de nivel N y la capa de nivel N + 1.

 La comunicación física se lleva a cabo entre las capas de nivel 1.

 Arquitectura de red basada en el modelo OSI

 

N7	Aplicación	Provee servicios generales relacionados con aplicaciones (transferencia de archivos)
N6	Presentación	Formato de datos (ASCII)
N5	Sesión	Coordina la interacción en la sesión de usuarios
N4	Transporte	Provee una transmisión de datos confiable punto a punto
N3	Red	Enruta unidades de información
N2	Enlace de datos	Provee intercambio de datos entre dispositivos en el mismo medio
N1	Físico	Transmite un flujo de bits a través del medio físico

Comparativo entre el Modelo OSI y el Modelo TCP/IP

Puede descargar aquí un documento sobre  Modelo OSI. 

 y leer un tutorial en el siguiente sitio Web:

 http://neo.lcc.uma.es/evirtual/cdd/tutorial/Indice.html

De la Capa Física

 Vocabulario y formato de protocolos

A nivel más bajo, se tienen los siguientes formatos:

• Orientado a bit.

• Orientado a caracteres.

• Orientado a un número total de bytes.

 - Orientado a bit

El protocolo transmite los datos como una secuencia de bits crudos.

 - Orientado a caracter

• El número de bits por caracter es fijado a n bits (normalmente 7 u 8).

• La transmisión se lleva a cabo en grupos de n bits.

• Por ejemplo, código ASCII.

 - Orientado a un número total de bytes

• En algún lugar predefinido después del caracter de control, se incluye el número total de bytes que el mensaje contiene. No se necesitaría una bandera de inicio ni una bandera de fin.

 Encabezados y colas (headers and trailers)

• format = {header, data, trailer}

• header = {type, destination, sequence number, count}

• trailer  = {checksum, return address}

 Trama ethernet

 Ejercicios:

1. Escriba su ejemplo de especificación de un protocolo.

2. Describa las capas del Modelo OSI y sus principales funciones.

3. Escriba un ejemplo de protocolo de Enlace y de Red.

4. Mencione tres protocolos de la capa de Aplicación.

5. ¿En qué consiste la técnica de piggybacking?.

6. ¿Cuál es el enfoque de formato que utiliza la mayoría de protocolos actuales?

7. Explique las Diez Reglas de Diseño de Protocolos.