High-level
g
Data Link Control ((HDLC))
Insttituto d
de Info
ormátic
ca - UF
FRGS
R d de
Redes
d Computadores
C
t d


Protocolos de enlace
E t d de
Estudos
d caso: HDLC e PPP
Padrão ISO para protocolo de enlace
Suporte a comunicações half e full-duplex através de enlaces ponto
a ponto ou multiponto
♦
Aula 09
T
Transmissão
i ã síncrona
í
orientado
i t d a bit
♦

bit stuffing
Define tipos de estações
estações, de enlaces e modos de transferência de
dados
♦
A. Carissimi -9-sept.--15
Institu
uto de Informática - U
UFRGS

Hoje é praticamente usado apenas em enlaces ponto a ponto
Fazia mais sentido nos primórdios da comunicação de dados
2
Redes de Computadores
Tipos
p de estações
ç
Primária
♦
♦
♦
Entidade sem autonomia para iniciar uma comunicação
Apenas responde a quadros de comando
A. Carissimi -9-sept.--15
Institu
uto de Informática - U
UFRGS
♦
Secundária
♦
Pi ái
Primária
comandos

S
Secundária
dá i
respostas
Redes de Computadores
Normal Reponse Mode (NRM)
♦
Entidade que tem autonomia para iniciar uma comunicação enviando quadros
de comandos
3
♦
♦

Ponto a ponto ou multiponto
Estações primária e secundária
Secundária só transmite com
autorização da primária
A
Asyncronous
R
Response
M d (ARM)
Mode
♦
A. Carissimi -9-sept.--15


Institu
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UFRGS

Configurações de enlace e modos de transferência
Ponto a ponto
Estações primária e secundária
Secundária pode transmitir sem
autorização da primária
Asynchronous Balanced Mode (ABM)
♦
♦
♦
Ponto a ponto
Estações combinadas
Modo normalmente empregado
Redes de Computadores
Não balanceada: ponto a ponto (NRM,
(NRM ARM)
comando
resposta
Não balanceada: multiponto
p
(NRM)
(
)
comando
resposta
B l
Balanceada:
d ponto
t a ponto
t (ABM)
comando/resposta
4
Estrutura do quadro
q

Tipos
p de qquadro HDLC
Formato único de quadro para envio de dados e comandos (controle)

Informação (quadro I):
♦
8
8 ou 16
8 ou 16
variável
16 ou 32
8
flag
Endereço
Controle
Informação (dados)
FCS
flag


Flag é o caractere 7E16 (0111 1110) → delimitação de quadro
♦ Realiza bit stuffing
Endereço: identifica uma estação secundária origem ou destino do quadro
♦ Possui um endereço especial (broadcast)
Frame Check Sequence (FCS): CRC para detecção de erros (16 ou 32)
Controle: informações
ç
ppara o controle lógico
g do enlace
Informação: presente apenas em quadros do tipo I ( a seguir)
♦
♦
♦
♦
♦
Id tifi d no campo dde controle
Identificados
t l
8 ou 16
8 ou 16
variável
16 ou 32
8
flag
Endereço
Controle
Informação (dados)
CRC
flag

Um bit, dois significados quando ativo (=1)
♦
♦

7
N(S) PF
6
1 0
U: não numerado 7
6
1 1
Redes de Computadores
4 3 2 1 0
5
N(R)
4 3 2 1 0
S
5
PF
N(R)
4 3 2 1 0
S
PF
M
N(S): número seqüência emissor (sender)
N(R): número de seqüência destino (receiver)
S: supervisão (RR n,RNR n, REJ n, SREJ n)
M: códigos para comandos não numerados
P/F: bit Polling/Final
Codificação (bits 5 e 4)
RR: 00
RNR: 10
REJ: 01
SREJ: 11
7
Poll: quando o campo de endereço fornece o destino do quadro
Fi l quando
Final:
d o campo dde endereço
d
ffornece a origem
i
ddo quadro
d
Usado para uma estação fazer consultas (poll) e obter uma resposta
de outra (final)
poll
final
A. Carissimi -9-sept.--15
S: supervisão
5
Institu
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UFRGS
0
A. Carissimi -9-sept.--15
Institu
uto de Informática - U
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6
6
Bit P/F
8
I: informação 7
Comandos adicionais para controle e gerenciamento do enlace
Redes de Computadores
Campo
p de controle
Bits
Nã numerado
Não
d ((quadro
d U)
♦
5
Redes de Computadores
Quadros de controle do mecanismo ARQ (RR, REJ, RNR e SREJ)
A. Carissimi -9-sept.--15
Descrição:
Dados, número de seqüência para controle ARQ e piggybacking
Supervisão (quadro S):
♦
Institu
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
A. Carissimi -9-sept.--15
Institu
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Bits
Redes de Computadores
8
Controle de erro
Funcionamento default
Modo explícito (sem
(
uso de P/F)
/ )
♦
Emprega quadros de confirmação positiva (RR n ou RNR n) e de confirmação
negativa (REJ n ou SREJ n)
9
Redes de Computadores
I30
I,3,0
I,1,1
S,3,RR
....
I,2,0
I01
I,0,1
I,2,1
, ,
I,1,3
UA
(a) Inicialização
e encerramento
Redes de Computadores
N(S)
I,0,0
UA
DISC
A. Carissimi -9-sept.--15
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SABME
N(R)
I,2,3
tim
meout
Time-out
♦
♦
RR RNR
RR,
RNR, REJ e SREJ
Encerramento da conexão
♦ Qualquer lado pode iniciar o pedido (DISC)
♦ Solicitação deve ser aceita por um comando do tipo UA
10
Família de pprotocolos HDLC
N(R)
HDLC
I,0,2
I,1,2
Erro
I,2,2
SDLC
(SNA)
S,1,REJ
S,0,RR,P
S 3 RR F
S,3,RR,F
S,RR,3
I,3,0
((b)) Transferência
De dados
(c) Uso de poll e
final
I,1,2
I,2,2
(d) Situação com erro
(go back N)
11
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N(S)
Quadros de informação(I), supervisão (S) e não numerados (U) entre duas estações
Três fases
♦ Inicialização
♦ Envio de comando do tipo set-mode
♦ Especifica um modo de transferência de dados (NRM, ABM, ARM)
♦ Nro.
N dde seqüência
üê i em 3 ou 7 bit
bits (I n, RR n, RNR n, SREJ n ou REJ n))
♦ Recebe um quadro U tipo UA (unnumbered ACK) ou DM (Disconnect Mode)
♦ Transferência de dados
♦ Ambos lados transferem quadros do tipo I
♦ Quadros S também são empregados no controle de erro e de fluxo:
Redes de Computadores
Exemplo
p de funcionamento
SABME
A. Carissimi -9-sept.--15

A. Carissimi -9-sept.--15
Institu
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♦

Emprega apenas quadros de confirmação positiva (RR n ou RNR n)
C t l de
Controle
d erro é ffeito
it por time-out
ti
t
♦ Ao estourar um time-out envia um quadro RR com bit P=1 para questionar
qqual foi o último qquadro recebido com sucesso.
♦ Resposta é um RR com F=1 indicando o próximo quadro a ser
recebido (n)
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♦

A. Carissimi -9-sept.--15

Operação
p ç do HDLC

LAPB
(X.25)
LAPD
(ISDN)
V.120
(ISDN)
LLC
(LANs)
LAPM
(V.42)
Frame
relay
PPP
Conjunto de protocolos que possuem funcionamento similar ao HDLC
Redes de Computadores
12
Point-to-Point Protocol (PPP)
(
)
Protocolo voltado a enlaces ponto-a-ponto

♦
♦
Nível físico
Enquadramento de dados
Controlar configurações de enlace
Controlar configurações
g ç
de rede
A. Carissimi -9-sept.--15
LCP
01111110 11111111
flag
endereço
PPP
Empregado para
♦
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Comumente usado nos enlaces cliente-provedor
Nã orientado
Não
i t d a conexão
ã e sem confirmação
fi
ã

IP
CHAP/PAP/EAP
NCP
PPP
HDLC
POS
PPPoE
PPPoA
RS-232
SONET
Ethernet
ATM
Redes de Computadores
13
♦
A. Carissimi -9-sept.--15
crc16-32
FCS
01111110
flag
Exemplo: encapsulado em quadro do HDLC
♦ Marcas de início e fim baseado em flag
♦ Sem necessidade de identificar estações
estações, pois é ponto-a-ponto
ponto a ponto
♦ Controle corresponde a quadros U (sem número de sequência, sem controle
de fluxo e sem controle de erro)
Protocolo indica o que está sendo transportado
Dados de usuário ou outras informações (a seguir...)
14
Diagrama
g
de transição
ç
Liberação
portadora
Estabelecer o enlace: Link Control Protocol (LCP)
A t ti os pares envolvidos:
Autenticar
l id Autentication
A t ti ti Protocol
P t l (AP)
♦ Password Authentication Protocol (PAP)
♦ Challenge Handshake Authentication Protocol (CHAP)
♦ Extensible Authentication Protocol (EAP)
Transportar 3-PDUs: Network Control Protocol (NCP)
♦ Depende do protocolo da camada de rede
♦ Internetwork Protocol Control Protocol (IPCP)
Falha
15
Protocolo
LCP
estabelecendo
F lh
Falha
P
Protocolos
l são identificados
id ifi d no campo ““protocolo”
l ” do
d quadro
d PPP
Redes de Computadores
Detecção portadora
ocioso
encerramento
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♦
Institu
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
protocolo área de dados
PPP é um protocolo de enlace, mas usa outros para:
♦


1100000
controle
Redes de Computadores
Pilha de pprotocolos PPP

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♦
Institu
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♦
IP
sucesso
autenticação
té i
término
Transporte
(dados)
A. Carissimi -9-sept.--15

Formato do quadro
q
Rede
sucesso
Protocolo
PAP/CHAP
Protocolo
NCP
Redes de Computadores
16
Link Control Protocol (LCP)
(
)
Responsável por estabelecer, manter, configurar e encerrar o enlace
♦

♦
id req/resp
tamanho
crc16-32
FCS
♦
01111110
flag
área de dados
Requisições de configuração, término, monitoração e depuração
Opções negociadas: tamanho máximo do quadro, autenticação (s/n), uso de
compressão,
co
p essão, etc
17
Redes de Computadores
♦

Usuário envia username e password
D ti verifica
Destino
ifi username e passwordd e aceita
it ou recusa o estabelecimento
t b l i
t
do enlace

♦
Authenticate request, authenticate ack e authenticate nack
01111110 11111111
flag
endereço
1100000
controle
código
0 C023
0xC023
protocolo área de dados
id req/resp
tamanho
crc16-32
16 32
FCS
01111110
flag
área de dados
Problema:
P
bl
username e password
d são
ã enviados
i d
em “texto claro” pela rede
Redes de Computadores
19
Maior segurança que o PAP password não é enviada na rede
Três passos:
♦
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♦
Mecanismo de 3 vias (three way handshake)
♦
Três tipos de quadros encapsulados no PPP
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Institu
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
Challenge
g Handshake Authentication Protocol ((CHAP))
Mecanismo simples baseado em dois passos:
♦
18
Redes de Computadores
Password Authentication Protocol (PAP)
(
)

Password Authentication Protocol (PAP)
Challenge Handshake Authentication Protocol (CHAP)
Extensible Authentication Protocol (EAP)
A. Carissimi -9-sept.--15
♦
0xC021
protocolo área de dados
Institu
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1100000
controle
código
♦
Uso opcional do PPP
Três protocolos:
♦
Quadro LCP
01111110 11111111
flag
endereço
A. Carissimi -9-sept.--15
Institu
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

Envolve uma negociação de opções entre os dois pares
♦ Pares devem estar de acordo para o enlace ser estabelecido
♦
Sistema envia ao usuário um desafio (challenge) → conj. de bytes
Usuário calcula f(password,
f(password challenge) e envia o resultado+username
Sistema executa a mesma função e verifica se o recebido e igual ao calculado
01111110 11111111
flag
endereço
A. Carissimi -9-sept.--15

Protocolos de autenticação
ç
1100000
controle
código
0 C223
0xC223
protocolo área de dados
id req/resp
tamanho
crc16-32
16 32
FCS
01111110
flag
área de dados
Q t tipo
Quatro
ti de
d quadros
d
encapsulado
l d em PPP
PPP: challenge,
h ll
resposta,
t sucesso e falha
f lh
Redes de Computadores
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Network Control Protocol (NCP)
(
)
♦
01111110 11111111
flag
endereço
1100000
controle
código
0x8021
protocolo área de dados
id req/resp
tamanho
crc16-32
FCS

01111110
flag
info IPCP
- Negociações referentes a uma rede IP,como o endereço IP
Redes de Computadores
Stallings, W. Data and Computer Communications (6th edition),
Prentice Hall 1999.
♦
Camada de enlace: estabelecimento do enlace
Camada de rede: protocolos específicos (eg
(eg. IP
IP, IPX,
IPX Appletalk etc)
♦ Rede IP: IPCP (Internet Protocol Control Protocol)
A. Carissimi -9-sept.--15
Institu
uto de Informática - U
UFRGS
♦

21
C ít l 7,
Capítulo
7 seções
õ 7.3
7 3 e 77.44
Tanenbaum, A. Redes de Computadores (4a edição), Campus,
2003.
2003
♦
Capítulo 3, seção 3.6
A. Carissimi -9-sept.--15

Protocolo de controle para encapsular dados provenientes da
camada de rede em um quadro PPP
PPP possui na verdade duas negociações:
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
Leituras complementares
p
Redes de Computadores
22