Lezione 04 - Controllo di errore, Stop-and-Wait e Go-Back-N

Data: martedì 4 marzo 2025 · Fonte: slide del corso Internet, UniPD (L04)

Argomenti trattati

1. Funzioni del livello di collegamento: controllo del collegamento dati (DLC: framing, controllo d'errore e di flusso) e controllo dell'accesso al mezzo (MAC).
2. Trasmissione affidabile e ARQ: CRC, riscontri (ACK cumulativo, ACK selettivo, NACK), consegna in ordine e fuori ordine, requisiti di accuratezza ed efficienza; il deadlock e il timeout, i duplicati e il numero di sequenza; ipotesi di traffico pesante.
3. Stop-and-Wait: algoritmo, tempo totale di trasmissione, fattore di utilizzazione ed efficienza di goodput; limite quando il prodotto banda-ritardo è grande.
4. Protocolli a finestra scorrevole: finestra di trasmissione e di ricezione, ACK cumulativo; Go-Back-N: funzionamento con perdita, condizione di trasmissione continua, timeout e dimensione della finestra, utilizzazione.

Teoria

• Protocolli ARQ - Stop-and-Wait, Go-Back-N e Selective RepeatARQ (Automatic Repeat reQuest) rende affidabile un collegamento che sbaglia: il ricevitore conferma (ACK) i frame ricevuti bene, il trasmettitore ritrasmette allo scadere del timeout. Servono timeout (contro il deadlock) e numeri di sequenza (contro i duplicati). Con $t_G=t_F+2\tau_p+t_A$ e probabilità di errore $p$: Stop-and-Wait $\rho=\frac{t_F(1-p)}{t_G}$; Go-Back-N con finestra $N\ge t_G/t_F$ $\rho=\frac{1-p}{1+(N-1)p}$; Selective Repeat $\rho=1-p$. Efficienza $\eta=\rho,I/F$. La finestra ottima è la capacità del tubo in pacchetti. In Selective Repeat esiste anche una lunghezza ottima del frame: con overhead $o$ e probabilità di errore sul bit $P_b$, $x_{ott}\simeq\frac o2+\sqrt{o/P_b}$ (frame più corti se il canale sbaglia di più).Protocolli ARQ - Stop-and-Wait, Go-Back-N e Selective Repeat → — ARQ, S&W, GBN, finestre
• Livello di collegamento e framingIl livello di collegamento (DLL) consegna un frame da un nodo a un nodo adiacente su un collegamento. Servizi: framing, accesso al mezzo (MAC) con indirizzi MAC a 48 bit, controllo di flusso, rilevazione e correzione degli errori. Si divide in DLC (framing, controllo di errore e di flusso) e MAC (accesso al mezzo condiviso). Il framing delimita i frame con un flag: nei protocolli a byte (flag di 8 bit, ESC) si usa il byte stuffing, in quelli a bit (flag 01111110) il bit stuffing, che inserisce uno 0 dopo ogni cinque 1 consecutivi.Livello di collegamento e framing → — servizi e sottolivelli del livello di collegamento

Esercizi collegati

Gli esercizi sul livello di collegamento sono nella scheda dedicata; quelli che usano S&W e GBN:

• Esercizio - Collegamento di 35 km, stop-and-wait e Go-Back-N con pacchetto perso
• Esercizio - Finestra scorrevole e buffer del ricevitore

Lezione precedente: Lezione 3 · Tipi ed elementi di rete e commutazione · Lezione successiva: Lezione 5 · Selective Repeat e accesso al canale