PTC29008: Projeto 1: Controle de erros

Próxima aula

• Implementação de Checksum
• Implementação de CRC em software
• Implementação do CRC-16 para PPP (RFC 1662)
• A Painless Guide to CRC Error Detection Algorithms, 3rd Edition por Ross Williams
• Um pequeno resumo sobre CRC (obtido do livro Comunicação de Dados e Redes de Computadores, de William Stallings)
• Tabela de polinômios geradores para CRC

O controle de erros envolve:

1. Detecção de erros: cada mensagem recebida deve ter verificada a integridade de seu conteúdo. Mensagens corrompidas devem ser rejeitadas (descartadas)
2. Recuperação de erros: mensagens descartadas devido a erros podem ser recuperadas. Existem duas abordagens:
   • Correção de erros: mensagens incluem bits de redundância que possibilita, dentro de certos limites, corrigir bits corrompidos.
   • Retransmissão: mensagens descartadas são simplesmente retransmitidas

O protocolo de comunicação a ser desenvolvido no projeto 1 deve receber apenas mensagens corretas. Para isso, pelo menos deve ser implementada uma função de detecção de erros.

Detecção de erros

A detecção de erros implica adiciona à mensagem transmitida uma certa quantidade de bits de redundância. Os valores desses bits são determinados com base no conteúdo da mensagem. Na recepção, calcula-se novamente o valor dos bits de redundância e compara-se com os bits de redundância incluídos na mensagem. Se forem iguais, presume-se que mensagem está correta.

Bits de redundância para detecção de erros

A detecção de erros envolve basicamente a escolha de uma dentre duas técnicas:

• Checksum (soma de verificação): os bits de redundância são calculados como uma soma de todos os octetos da mensagem.
• CRC (verificação de redundância cíclica): os bits de redundância são calculados usando uma forma de álgebra polinomial.

Atividade

1. Analise e escolha uma das técnicas para detecção de erros para seu protocolo.
2. Implemente a técnica escolhida.

Exemplo da classe Enquadramento com métodos para cálculo e verificação de CRC baseados no código de referência da RFC 1662 (protocolo PPP)

#ifndef FRAMING_H #define FRAMING_H #include <cstdint> #include "Serial.h" class Enquadramento { public: Enquadramento(Serial & dev, int bytes_min, int bytes_max); ~Enquadramento(); // envia o quadro apontado por buffer // o tamanho do quadro é dado por bytes void envia(char * buffer, int bytes); // espera e recebe um quadro, armazenando-o em buffer // retorna o tamanho do quadro recebido int recebe(char * buffer); private: int min_bytes, max_bytes; // tamanhos mínimo e máximo de quadro Serial & porta; char buffer[4096]; // quadros no maximo de 4 kB (hardcoded) enum Estados {Q0, Q1, Q2}; // bytes recebidos pela MEF até o momento int n_bytes; // estado atual da MEF int estado; // aqui se implementa a máquina de estados de recepção // retorna true se reconheceu um quadro completo bool handle(char byte); // verifica o CRC do conteúdo contido em "buffer". Os dois últimos // bytes desse buffer contém o valor de CRC bool check_crc(char * buffer, int len); // gera o valor de CRC dos bytes contidos em buffer. O valor de CRC // é escrito em buffer[len] e buffer[len+1] void gen_crc(char * buffer, int len); // calcula o valor de CRC dos bytes contidos em "cp". // "fcs" deve ter o valor PPPINITFCS16 // O resultado é o valor de CRC (16 bits) // OBS: adaptado da RFC 1662 (enquadramento no PPP) uint16_t pppfcs16(uint16_t fcs, char * cp, int len); }; #endif