Gu´ıa 4 del laboratorio de ARSS Curso 2008 – 2009

Guía 4 del laboratorio de ARSS
Curso 2008 – 2009
1. Introducción
En esta sesión de laboratorio y la siguiente se va a estudiar un protocolo para el control de enlace
lógico que utiliza la técnica de parada y espera para el control de flujo y errores. La técnica de parada
y espera ha sido descrita en la clase de teoría, con algún ejemplo. También está bien explicada en el
texto de apoyo recomendado [2, cap. 7], y en otros como [3, cap. 3] o [1, cap. 5].
El diagrama de flujo correspondiente a la implementación del protocolo de parada y espera con
el que trabajaremos en el laboratorio se muestra en la figura 1. Antes de proceder con la práctica
asegúrate de que comprendes el protocolo, estudiando el diagrama así como las fuentes antes mencionadas.
2. Estudio del protocolo de parada y espera en un medio sin
errores
Una vez que has comprendido el protocolo, es el momento de simularlo y verlo en funcionamiento,
así como de evaluar sus prestaciones. Para ello, es necesario que edites el fichero de topología original
labarss3.top y que cambies el valor del atributo correspondiente de forma que cnet simule el
comportamiento del protocolo de parada y espera codificado en el fichero stopandwait.c.
A continuación, dedica unos minutos para observar el comportamiento del protocolo. Para ello te
recomendamos que dibujes en tu cuaderno el diagrama de intercambio de tramas correspondiente a
una simulación. Después, comprueba que dicho intercambio de tramas se ajusta al diagrama de flujo
de la figura 1.
2.1. Eficiencia de transmisión en relación con el tamaño de mensaje
La eficiencia de transmisión para una capa de comunicación se define como la cantidad de datos
que dicha capa consigue hacer llegar a su destino por cada unidad de datos transmitida por la capa
física. Para obtener la eficiencia de transmisión de la capa de enlace puedes dividir el número de bytes
recibidos correctamente por la capa de aplicación de la máquina receptora de datos entre el número
de bytes transmitidos por la capa física de la máquina emisora de datos. En cnet, el número de bytes
recibidos correctamente por la capa de aplicación de la máquina receptora puede obtenerse en la
ventana de estadísticas de dicha máquina receptora, fila Received OK, columna Bytes. El número de
bytes transmitidos por la capa física de la máquina emisora de datos puede obtenerse en la ventana
de estadísticas del enlace en el sentido máquina transmisora a máquina receptora, fila Transmitted,
columna Bytes.
Realiza las tareas propuestas a continuación:
Deduce de forma teórica la expresión de la eficiencia de la capa de enlace para el protocolo de
parada y espera en función del tamaño de mensaje (M), tamaño de cabecera (H), velocidad
binaria del enlace (R) y tiempo de propagación del enlace (t prop ).
Obtén a partir de la fórmula teórica correspondiente el valor de la eficiencia para el protocolo
de parada y espera considerando las siguientes condiciones: M = {500, 1000, 2000, 4000} bytes,
H = 16 bytes, R = 5 kilobytes por segundo, t prop = 1000 milisegundos.
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Utiliza el simulador para medir experimentalmente el valor de la eficiencia ofrecida por la capa
de enlace para el protocolo estudiados bajo las condiciones supuestas en el punto anterior fijando
el tiempo medio de generación de mensajes (messagerate) a 1 milisegundo. Utiliza las opciones
-m y -T para tus simulaciones si lo consideras necesario.
Dibuja en una misma gráfica las dos curvas obtenidas (una teórica y una experimental) representando
el tamaño de mensaje (en bytes) en el eje x y la eficiencia (en tantos por uno) en el
eje y.
Responde a las siguientes preguntas:
• ¿Coinciden las curvas teórica y experimental? ¿Por qué?
• ¿Cómo influye el tamaño de mensaje en las curvas? ¿Por qué?
• ¿Tienden las curvas asintóticamente a un valor? ¿A cuál?
• ¿En qué se diferenciaría la curva que has obtenido con otra curva experimental generada
con un valor de messagerate mucho mayor (ej. 2 segundos)? ¿Por qué?
2.2. Tasa binaria efectiva en relación con el tiempo de propagación
La tasa binaria efectiva ofrecida por una capa de comunicación se define como la cantidad máxima
de datos por unidad de tiempo que puede transmitir el usuario de dicha capa de comunicación. El
valor de la tasa binaria con la que ha transmitido una máquina durante una simulación puede obtenerse
en la ventana de estadísticas de la máquina receptora, fila Received OK, columna KBytes/sec.
Realiza las tareas propuestas a continuación:
Deduce de forma teórica la expresión de la tasa binaria efectiva (R ef ) ofrecida por la capa de
enlace del protocolo estudiado en esta sesión en función del tamaño de mensaje (M), tamaño
de cabecera (H), velocidad binaria del enlace (R), tiempo de propagación del enlace (t prop ) y
tamaño de ventana (W).
Obtén a partir de la fórmula teórica correspondiente el valor de la tasa binaria efectiva (R ef ) para
el protocolo estudiado en esta sesión considerando las siguientes condiciones: M = 4080 bytes,
H = 16 bytes, R = 5 kilobytes por segundo, t prop = {500, 1000, 1500, 2000, 2500} milisegundos.
Utiliza el simulador para medir experimentalmente el valor de la tasa binaria efectiva (R ef ) ofrecida
por la capa de enlace para el protocolo estudiado bajo las condiciones supuestas en el punto
anterior fijando el tiempo medio de generación de mensajes (messagerate) a 1 milisegundo.
Utiliza las opciones -m y -T para tus simulaciones si lo consideras necesario.
Dibuja en una misma gráfica las dos curvas obtenidas (una curva teórica y una experimental)
representando el tiempo de propagación (en milisegundos) en el eje x y la tasa binaria efectiva
(en kilobytes por segundo) en el eje y.
Responde a las siguientes preguntas:
• ¿Coinciden las curvas teórica y experimental? ¿Por qué?
• ¿Cómo influye el tiempo de propagación en las curvas? ¿Por qué?
• ¿Tienden las curvas asintóticamente a un valor? ¿A cuál?
• ¿En qué se diferenciaría la curva que has obtenido con otra curva experimental generada
con un valor de messagerate mucho mayor (ej. 2 segundos)? ¿Por qué?
Referencias
[1] A. León-García and I. Widjaja. Communication networks: fundamental concepts and key architectures.
McGraw-Hill Higher Education, New York, NJ, USA, 2 a edition, 2004.
[2] W. Stallings. Comunicaciones y redes de computadoras. Prentice Hall, Madrid, España, 7 a edition,
2004. Versión original en inglés de 2004.
[3] A.S. Tanenbaum. Computer networks. Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, USA, 4 a edition,
2003.
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Espera evento
CA dispone de datos
Tipo de
evento
CF dispone de datos
Vence temporizador
Leer mensaje de CA
Leer mensaje de
búfer de tx
Leer trama de CF
Copiar mensaje en
búfer tx
Calcular
CRC
Deshabilitar CA
¿CRC
correcto?
No
Descartar trama
Sí
Encapsular mensaje
en trama con nº de
sec
Datos
¿Tipo
trama?
ACK
No
Activar
temporizador
¿nº de sec
esperado?
¿nº de sec
esperado?
Sí
No
Sí
Calcular
CRC
Copiar mensaje en
búfer rx
Descartar trama
Cancelar
temporizador
Enviar trama
Pasar mensaje a CA
Preparar trama con
ACK y nº de última
trama aceptada
Liberar
búfer de tx
Vaciar búfer de rx
Habilitar CA
Preparar trama con
ACK y nº de trama
recibido
Figura 1: Diagrama de flujo para el protocolo de enlace de datos que implementa la técnica de parada
y espera, asumiendo que el medio no está libre de errores. En el diagrama se utilizan abreviaturas para
denotar los siguientes términos: capa de aplicación (CA), capa física (CF), transmisión (tx), recepción
(rx) y número de secuencia (n o de sec).
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