Protocolos de Repetição Automática de Requisição

Os protocolos de repetição automática de requisição utilizam o reconhecimento e a retransmissão de quadros como mecanismos para a correção de erros. Existem três implementações desses protocolos, o bit alternado, a retransmissão integral e a retransmissão seletiva.

No protocolo de bit alternado, o retransmissor aguarda o reconhecimento de cada quadro enviado antes de enviar o próximo. Existem dois problemas com esta abordagem, a duplicação de quadros e a subutilização do canal de comunicação. A duplicação de quadros ocorre com a falha do envio de um ACK. Neste caso, acon- tece a retransmissão do quadro correspondente ao ACK com problema e o recep- tor acaba obtendo duas cópias do mesmo quadro, tendo que descartar uma delas. Uma alternativa para corrigir esta limitação consiste em determinar que o receptor deve numerar os quadros recebidos, alternando entre o bit 0 e 1. Com base na nu- meração, o pacote recebido primeiro é mantido e o pacote mais novo é descartado.

A subutilização do canal de comunicação ocorre devido à necessidade de aguardar a confirmação de cada quadro. Esta limitação surge em enlaces com alta latência na entrega de pacotes. Nestes cenários, um quadro demora muito tem- po para chegar ao receptor e neste período o enlace não pode ser utilizado para transmitir outros pacotes. Estas situações podem ocorrer em cenários onde o re- ceptor e transmissor estão muito distantes.

O protocolo de retransmissão integral contorna o problema de subutilização do canal presente no protocolo de bit alternado. Por meio da retransmissão integral, vários quadros podem ser transmitidos sem a necessidade do reconhecimento individual dos quadros. Os protocolos que seguem esta abordagem implementam a técnica conhecida como janela deslizante. Na origem é utilizada uma janela de transmissão que permite controlar os quadros que podem ser transmitidos de for- ma a maximizar o uso do canal de comunicação. O protocolo de retransmissão in- tegral utiliza uma janela de transmissão de tamanho variável, porém implementa uma janela de recepção de tamanho fixo e com apenas uma posição. Nesse caso, ATENção: a vantagem desta técnica consiste em dispensar a retransmissão do quadro em caso de erros.

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cada quadro recebido é reconhecido individualmente, permitindo o reconheci- mento do próximo quadro. Caso aconteça um erro com um quadro presente na janela de transmissão, todos os quadros não reconhecidos devem ser retransmiti- dos, gerando um custo adicional no enlace.

O protocolo de retransmissão seletiva contorna o problema do protocolo de retransmissão integral. Através do protocolo de retransmissão seletiva, os quadros podem ser recebidos fora de ordem. Este protocolo utiliza uma Janela de Recep- ção (JR). A Figura 77 ilustra o funcionamento de uma janela de recepção envolven- do a troca de mensagens entre João e Alice.

Na Figura 77, Alice atua como receptora da mensagem e João atua como emis- sor, onde percebemos que o tamanho da JR varia de acordo como os quadros são reconhecidos. Nessa situação, Alice possui uma JR que suporta no máximo quatro quadros enumerados de zero até três. Os quadros recebidos por ela podem estar em dois estados, Quadro Recebido e Reconhecido (QRR) ou Quadros Recebidos e Não Reconhecidos (QRNR). Inicialmente, no instante de tempo T1, a JR está vazia e pode receber até quatro quadros. Quando os quadros Q0 e Q1 são enviados por João e recebidos por Alice, a JR ocupa duas posições para representar seu recebi- mento, disponibilizando apenas duas posições vazias. Para sinalizar o recebimen- to dos quadros Q0 e Q1, Alice envia no instante de tempo T2 os ACK0 e ACK1 como forma de confirmação. Como consequência, no instante de tempo T3, mais duas posições na janela de recepção são abertas, proporcionando assim o recebimento de quatro quadros novamente. Nesse mesmo instante, os quadros Q0 e Q1 mudam seu estado de QRNR para QRR, indicando seu reconhecimento. Ainda no instante T3, João envia os quadros Q2, Q3 e Q0, ocasionando uma redução do tamanho de JR para apenas uma posição. No instante de tempo T4, Alice envia o ACK2, sinalizan- do o recebimento de Q2. Como resultado o status de Q2 se torna como QRR. Uma técnica utilizada para melhorar o funcionamento do protocolo de retransmissão seletiva consiste no reconhecimento cumulativo. Por meio desta técnica, apenas o reconhecimento do último quadro recebido corretamente é enviado.

ATENção: esta técnica permite que as camadas de enlaces da origem e destino tenham mais flexibilidade para enviar e receber quadros.

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TErmo do glossário: uma JR permite controlar os quadros que ainda podem ser recebidos, ou seja, esta janela define a capacidade máxima de quadros que a camada de enlace do destino pode gerenciar.

licenciatura em computação|Redes de Computadores · 121 FigUrA 77– Exemplo de Janela de Recepção

FoNTE: Autores

Apesar da eficiência do protocolo de retransmissão seletiva, pode ocorrer um pro- blema de sobreposição na janela de recepção, ocasionando duplicações de qua- dros. Por exemplo, considere que o receptor possui uma janela de recepção de quatro posições livres. O transmissor envia os quadros Q0, Q1 e Q2 que são rece- bidos e reconhecidos por um ACK, fazendo com que a janela de recepção deslize para aguardar os próximos quatro quadros. Por algum problema, o ACK enviado não chega ao destino e o quadro Q0 é retransmitido por timeout. Quando o qua- dro Q0 chega ao destino, o receptor não sabe que Q0 já foi recebido e reconhecido anteriormente. O receptor então considera que houve um problema com o qua- dro Q3 e armazena novamente Q0. Nesse caso, houve uma duplicação de quadros e o receptor não consegue identificar o problema. Para contornar esta dificuldade, a janela de recepção não pode ser maior que a metade do número de sequência utilizado para a numeração de quadros.