Protocolos de alto desempenho

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Análise de Mecanismos para Protocolos de Alto Desempenho
Michael Cruz
email:mcruz@coe.ufrj.br

Otto C. M. B. Duarte
email: otto@coe.ufrj.br

Universidade Federal do Rio de Janeiro COPPE/EE - Programa de Engenharia Elétrica Caixa Postal 68504 - CEP 21945-970 - Rio de Janeiro - RJ - Brasil FAX: +55 21 290.6626 Resumo Nos últimos anos, houve um aumento significativo da banda passante nosmeios de comunicação, tranferindo a limitação de desempenho para o processamento da informação. As novas redes de comunicação deverão veicular aplicações com diferentes requisitos. Os novos protocolos deverão ser bastante flexíveis, permitir alta velocidade e comunicações multidestinatárias, onde a utilização de mecanismos de alto desempenho é de fundamental importância. Assim, este artigo apresentauma análise e uma comparação dos mecanismos de gerenciamento de conexões, reconhecimentos, controle de fluxo e controle de erros, visando traçar as linhas gerais de um protocolo de alto desempenho adequado à atual multiplicidade de serviços. Abstract In the latest years, there has been a significant increase on the communication media bandwidth, shifting performance limitation to informationprocessing. New communication networks shall provide applications with different requirements. New protocols must be very flexible, allow high speed and multipoint communications, wherein high performance mechanisms’ utilization is of fundamental importance. Thus, this paper presents an analysis and a comparison of connection management, acknowledgment, flow control and error control mechanisms, in viewof defining the general outlines of a high performance protocol suitable for the present multiplicity of services.

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Introdução

Nos anos 60, a banda-passante dos meios de comunicação era um recurso caro e escasso em redes de longa distância. Especificamente, taxas de transmissão de centenas, no máximo milhares, de bits por segundo eram disponíveis. Além disso, o serviço oferecido pelarede era de baixa qualidade, com uma grande freqüência de erros de transmissão. Nos últimos anos, com o desenvolvimento das tecnologias VLSI e de transmissão por fibra ótica, a velocidade das redes de comunicação aumentou significativamente, atingindo taxas de transmissão da ordem de 100 Mbit/s. Para os anos 90, espera-se que as redes de longa distância (WANs) alcancem velocidades de gigabits porsegundo. O fator limitante tranferiu-se da banda-

passante para o processamento do protocolo, que impede uma aplicação de utilizar uma fração razoável da banda disponível. Além disso, as futuras Redes Digitais de Serviços Integrados em banda larga deverão oferecer serviços que suportam uma vasta gama de aplicações: transferência de arquivos, transações cliente/servidor, datagrama, transferênciasmultidestinatárias e aplicações de tempo real. Para se atingir alto desempenho, várias estratégias têm sido propostas, tais como: arquiteturas de implementação eficazes, utilização de processamento paralelo [1,2,3] e implementação em hardware do conjunto de protocolos. Uma das etapas fundamentais para se definir um protocolo que atenda às diferentes características das diversas aplicações é oestudo dos mecanismos de comunicação usados nos protocolos de alto desempenho citados na literatura especializada. Neste artigo, será feita uma análise de diferentes mecanismos necessários para o suporte dos seguintes serviços: • gerenciamento de conexões, incluindo os métodos de abertura, manutenção e liberação; • reconhecimentos, usados pelo receptor para informar ao transmissor o sucesso oufracasso da recepção correta dos dados; • controle de fluxo, para compatibilizar as taxas de transmissão e recepção e, com isso, evitar congestionamentos; • controle de erros, incluindo detecção e recuperação de dados que possam ser perdidos por erros de transmissão e overrun. Na Seção 2 são analisados, em linhas gerais, os mecanismos utilizados por cinco protocolos, alguns de transporte e outros que...
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