Protocolos HDLC y PPP: Estructura de Tramas y Fases de Comunicación en Redes

Campo de Control de Trama HDLC

El campo de control de trama HDLC y las tramas tipo I se diseñaron para transmutar datos desde el nivel de red. Pueden incluir información de control de error y de flujo (cuando se aplica piggybacking).

• 1º bit: Indica el tipo (si es 0, es trama I).
• Los 3 siguientes: Llamado $N(s)$, indica el número de secuencia de la trama.
• Últimos 3 bits: $N(r)$, campo de reconocimiento cuando se aplica piggybacking.

El bit entre $N(s)$ y $N(r)$ se le llama P/F (solo tiene significado cuando está activo). Se llama «muestre» cuando la trama se envía de una estación primaria a una secundaria. Significa «final» cuando la trama es enviada de un secundario a un primario.

Campo de Control de Trama S

Las tramas de supervisión se usan para control de flujo y errores cuando el piggybacking no es posible. No tienen campo de información.

• Los 2 primeros bits del campo de control son 10, si es una trama S.
• Los últimos 3 bits, $N(r)$: número de la confirmación (ACK) o del rechazo (NAK).

Con 2 bits se pueden tener 4 tipos de tramas S, como se describe a continuación:

• Listo para recibir (RR): Contiene el código 00 en el subcampo. Confirma que se le puede enviar.
• Receptor no listo para recibir (RNR): Si el valor del subcampo es 10. El receptor está ocupado y no puede recibir más tramas. Actúa como un mecanismo de control de congestión pidiendo al emisor que reduzca la velocidad.
• Rechazo (REJ): Si el valor del subcampo es 01. Es una NAK con ARQ de vuelta atrás $N$ para informar al servidor, antes de que expire el temporizador, de que la última trama está perdida o dañada.
• Rechazo selectivo (SRJ): Si el valor del subcampo es 11. Es una trama NAK usada en ARQ con repetición selectiva.

Campos de Control para la Trama U

Las tramas sin numerar se usan para intercambiar información de control y gestión de la sesión entre 2 dispositivos conectados. Contienen un campo de información, pero solo se usa para información de gestión del sistema. Un prefijo de 2 bits antes del P/F y un prefijo de 3 bits más detrás del P/F. Hay hasta 32 tipos de tramas U.

Protocolo Punto a Punto (PPP)

PPP proporciona varios servicios:

• Define el formato de la trama que se intercambia entre dispositivos.
• Define cómo 2 dispositivos pueden negociar el establecimiento del enlace y el intercambio de datos.
• Define cómo se encapsulan los datos de nivel de red en una trama de nivel del enlace.
• Define cómo 2 dispositivos se pueden autenticar entre sí.
• Proporciona múltiples servicios de nivel de red y soporta una variedad de protocolos de nivel de red.
• Proporciona conexiones sobre múltiples enlaces.
• Proporciona configuraciones de dirección de red. Útil cuando un usuario en casa necesita una dirección temporal de red para conectarse a Internet.

Formato de la Trama PPP

• Flag: La trama PPP comienza y termina con un flag de 1 byte con el patrón 01111110. Es igual que el DLC, pero PPP es un protocolo orientado a bytes y el DLC orientado a bits.
• Dirección: El campo de dirección es un valor constante y se pone a 11111111 (dirección broadcast).
• Control: Valor constante de 11000000 (imitando las tramas sin numerar de DLC). No proporciona control de flujo. El control de error se limita también a la detección de error. Este campo no se necesita en absoluto (se puede omitir).
• Protocolo: Define lo que se transmuta en el campo de datos: datos de usuario u otra información.
• Carga útil: Transmuta o bien los datos de usuario o bien otra información. El campo de datos es una secuencia de bytes con un máximo por defecto de 1500 bytes. El campo de datos se omite si el patrón de bytes del flag aparece en este campo.
• FCS: La secuencia de comprobación de trama (FCS, Frame Check Sequence) es simplemente un CRC (Comprobación de Redundancia Cíclica) estándar de 2 o 4 bytes.

Fases de Comunicación PPP

• Muerto: En esta fase no se usa. La línea está en silencio.
• Establecer: Cuando uno de los dos comienza la comunicación, la conexión entra en esta fase. En esta fase se negocian las opciones entre las dos partes. Si la negociación tiene éxito, el sistema pasa a la fase de autenticación (si es necesaria) o directamente a la fase de red, y se intercambian paquetes.
• Autenticar: Es opcional; ambos nodos pueden decidir, durante la fase de establecimiento, no saltarse esta fase. Sin embargo, si deciden proceder con la autenticación, envían varios paquetes de autenticación. Si va bien, pasa a la fase de red; si no, a la fase de terminación.
• Red: Fase de red. Tiene lugar la negociación de los protocolos de nivel de red. PPP especifica que 2 nodos deben establecer un acuerdo de nivel de red antes de poder intercambiar datos a nivel de red.
• Abrir: Fase de apertura. Tiene lugar la transferencia de datos. Comienza el intercambio de paquetes de datos. La conexión permanece en esta fase hasta que uno de los extremos quiera terminar la conexión.
• Terminar: Fase de terminación. Se corta la conexión. Se intercambian varios paquetes entre ambos extremos para limpiar los datos remanentes y cerrar el enlace.