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INTRODUCCIÓN
Es muy común hoy en día que muchas organizaciones cuenten con un numero considerable de ordenadores en operación y con frecuencia alejados unos de otros. En estas situaciones y en otras muchas, se emplean sistemas de comunicaciones cuyo principal objetivo es intercambiar información entre dos entidades de forma fiable y efectiva.
Las redes de comunicaciones , que forman una parte muy importante de estos sistemas , son el aspecto sobre el que tratará este trabajo.
Para conseguir que la comunicación de datos sea efectiva se necesita controlar y gestionar el intercambio. Para ello se necesita una capa lógica adicional denominada protocolo de control del enlace de datos.
Este protocolo consta de tres procedimientos , el control del flujo , la detección de errores y el control de errores. En las siguientes páginas profundizaremos en el primero de ellos , comparando la eficiencia de algunos de los métodos de control del flujo en redes de área amplia (WAN) y redes de área local (LAN).
Analizaremos situaciones en las que el ruido (probabilidad de error, P) tendrá diferente influencia y en las que supondremos incorporado u procedimiento para el control de errores de solicitud de repetición automática(ARQ)
ANÁLISIS DE PRESTACIONES
La eficiencia (utilización) es una medida del aprovechamiento de un canal , es decir la relación entre el tiempo que emplea en transmitir datos y el tiempo total (que incluye además diferentes procedimientos).
Los métodos de control del flujo cuya eficiencia vamos a comparar son : ARQ con parada y espera , ARQ adelante-atrás N y ARQ con rechazo selectivo.(Los dos últimos emplean ventana deslizante , siendo N el tamaño de la misma).
En los tres métodos definiremos el parámetroa
y para los cuales emplearemos las siguientes expresiones para obtener la eficiencia en función del parámetro a :
Parada y Espera : U
P
a
a
t
t
propagacion
transmision
Rechazo Selectivo :
P N a N P a N a
Adelante-atrás-N :
1 1 2
2 1 1 2 1 1
2 1
P aP
N a N P a P NP
N a
( ) ( )( )
Otra forma de definir el parámetroa :
a
Rd VL
donde : -R=razón de datos -d=distancia entre las entidades en comunicación(m) -V=velocidad de transmisión -L=longitud de la trama
Teniendo en cuenta esta expresión se puede deducir que para las redes LAN los
valores del parámetroa serán pequeños (0.005 - 0.5)mientras que para redes WAN el valor
será mayor.Esto se debe a que el parametro d , la distancia entre terminales es mayor en redes WAN , pudiendo tener los demás parámetros(R , V , L) pueden tener valores similares.
Compararemos a continuación una red WAN que utiliza ATM , cuyo tamaño normalizado de celda es de 424 bits , con una LAN cuya longitud de trama es de 1000bits.Consideraremos que para ambas redes se ha empleado fibra óptica por lo que la
velocidad de propagación es de 3 108 m/s
Tipo de Red
N
d (km)
R
(bps)
a Parada y Espera P=.1 P=. P= 10
Rechazo Selectivo P=.1 P=. P= 7 / 127 7 / 127 7/
Adelante-Atrás N P=.1 P=. P= 7 / 127 7 / 127 7 / 127 WAN^100 155M^122 .0036^ .0042^ .0041^ .02/.46^ .029/. 1
.028/. 2
.02/. 4
.028/. 6
.028/. 2 WAN^1000 155M^1200 .0004^ .0041^. 2
.003/. 5
.003/. 6
.003/. 6
.002/. 04
.003/. 5
.003/. 6 WAN^5000 155M^6100 .0001^. 8
. 8
.0005/. 1
.0006/. 1
.006/. 1
.0003/. 00
.0006/. 1
.006/. 1 LAN 0.1^ 100M^ .033^ .844^ .937^. 2
.9 .999. 9
.894 .9998. 9 LAN^1 64M^ .213^ .631^ .7^. 5
.9 .999. 9
.863 .9985. 9 LAN^10 10M^ .333^ .540^ .5996^ .1427^ .9^ .999^. 9
.843 .9983. 9
Se puede apreciar que para redes LAN(valores dea desde .005 hasta.5) el método de
rechazo selectivo es el más eficiente , siendo indiferente el tamaño de la ventana. Esto se debe a que al ser la distancia entre terminales corta , aunque el tamaño de la ventana sea grande no se aprovecha.
En cambio para redes WAN(valores dea mayores) el tamaño de la ventana tiene
mucha importancia , porque el tiempo de propagación es mayor y permite aprovechar ventanas de mayor tamaño. De esta forma el rechazo selectivo con N=127 es el método más eficiente para este tipo de redes.
Se puede observar que para el método Adelante-atrás-N y líneas LAN ocurre lo mismo en cuanto al tamaño de la ventana. Este método es , en general , menos eficiente que el de Rechazo selectivo porque ante cualquier error debe retransmitir varias tramas , mientras que empleando rechazo selectivo , sólo se retransmite la trama errónea. Este aspecto se acentúa mucho en un medio tan ruidoso como este , en el que habrá muchos errores.
Como era de esperar el método de Parada y Espera es el menos efectivo porque sólo permite que haya una trama en el canal.Esta desventaja se acentúa al aumentar la distancia entre los terminales.
0.1 1 10 100 1000 1 10^4 0
1
Parada y espera Rechazo selectivo N= Rechazo selectivo N= Adelante-atrás N= Adelante-atrás N=
Utilización de la línea (P=0.001)
a
Utilización
Ahora presentamos un medio menos ruidoso (P=.001).
En este caso y tal como indicamos anteriormente , como el ruido ha disminuido , los métodos de Rechazo selectivo y Adelante-Atrás N tienden a igualarse porque los errores son mucho menores.
Más aún , serán más parecidos cuanto menor sea la ventana. De este modo si existe un error el método de Adelante-Atrás N tendrá que retransmitir menos tramas. Este hecho se puede apreciar en el gráfico , donde las eficiencias de ambos método para
N=7 se solapan. En cambio para N= 127 tienden a solaparse sólo para valores dea muy
grandes.
El método de parada y espera sigue siendo el menos eficiente. Comparando este último gráfico con el anterior , se ve claramente que la eficiencia para los tres métodos aumenta. Esto es una consecuencia lógica de reducir la probabilidad de error , porque con ello se reduce el número de retransmisiones.
0.1 1 10 100 1000 1 10^4 0
1
Parada y espera Rechazo selectivo N= Rechazo selectivo N= Adelante-atrás N= Adelante-atrás N=
Utilización de la línea (P=0.000001)
a
Utilización
En el último gráfico de la página anterior se presenta un medio que se puede
considerar poco ruidoso (P= 10 ^6 ) En este caso los métodos de Rechazo selectivo y Adelante-Atrás-N tienen la misma eficiencia para los dos tamaños de ventana , por la razón ya comentada. Para redes tipo LAN , estos dos métodos presentan una eficiencia , que roza la máxima (en el gráfico parece =1 , pero en la tabla se puede ver que noe exactamente 1)
En cambio según aumenta el parámetro a (aumento íntimamente ligado con el
descenso del número de bits por trama y con el aumento de la distancia) y pasamos a considerar redes WAN la eficiencia disminuye.
Comparando los tres gráficos se observa que según disminuye el ruido la eficiencia de los métodos aumenta(porque disminuyen las retransmisiones).
