¿Qué es la secuencia de verificación de fotogramas?

Frame Check Sequence (FCS) se refiere a los bits adicionales agregados a la trama para la detección de errores. Se utiliza para la detección de errores HDLC . Es un campo de 2 o 4 bytes que se utiliza para detectar errores en el campo de dirección, el campo de control y el campo de información de las tramas transmitidas a través de la red. Se utiliza para garantizar que el medio de transmisión no dañe la trama de datos mientras se envía del remitente al receptor.

Características:

• Es un código de detección de errores presente en las tramas HDLC.
• Su tamaño varía de 2 bytes a 4 bytes.
• Se utiliza en el protocolo de comunicación.
• Solo es responsable de la detección de errores y no de la recuperación de errores.
• El tipo de técnica FCS a utilizar depende del protocolo seguido por la red.

Objetivo:

Los marcos de datos a menudo se corrompen durante la transmisión a través de un medio de comunicación. Los bits FCS se agregan a la trama antes de su transmisión a través de la red. El código FCS se calcula nuevamente en el sitio de destino y se compara con los bits FCS de la trama; si FCS coincide, la transmisión se considera exitosa; de lo contrario, las tramas se descartan. Por lo tanto, se utiliza para la detección de errores.

FCS solo se usa para la detección de errores y no especifica ningún detalle sobre la recuperación de errores. La técnica de recuperación de errores se basa completamente en el protocolo de transmisión. Los siguientes son ejemplos para demostrar cómo los diferentes protocolos responden a los errores detectados mediante FCS:

1. Ethernet , el protocolo de capa de enlace de datos especifica que la trama de datos debe descartarse en caso de detección de errores y no toma ninguna acción para la recuperación de errores. Si el remitente envía algún mensaje al destino utilizando el protocolo Ethernet, el mensaje se divide en tramas de datos con bits FCS adjuntos a cada trama y luego estas tramas se transmiten por el medio. Si alguna de las tramas se corrompe durante la transmisión, se cambiarán sus bits FCS. En el destino, la FCS se calcula y se compara con los bits de FCS de cada trama, y ​​la FCS de la trama corrupta no coincidirá con la FCS calculada y, por lo tanto, la trama se descartará. Dado que Ethernet no especifica ninguna acción a realizar, como la retransmisión de una trama corrupta en caso de detección de errores, los datos se perderán.
    
2. TCP , el protocolo de la capa de transporte especifica que los marcos de datos deben descartarse en caso de detección de errores y retransmitir marcos dañados e iniciar la recuperación de errores. Si el remitente envía algún mensaje al destino utilizando el protocolo TCP, el mensaje se divide en tramas de datos con bits FCS adjuntos a cada trama y luego estas tramas se transmiten por el medio. Si alguna de las tramas se corrompe durante la transmisión, se cambiarán sus bits FCS. En el destino, la FCS se calcula y se compara con los bits de FCS de cada trama y la FCS de la trama corrupta no coincidirá con la FCS calculada y, por lo tanto, la trama se descartará. Luego, TCP inicia la recuperación de errores y retransmite las tramas dañadas, por lo que los datos no se perderán en este caso.

Implementación:

El receptor calcula la suma acumulada de toda la trama con FCS final, luego el resultado se compara con los bits FCS de la trama y, si el resultado coincide, la transmisión se considera exitosa; de lo contrario, se descarta la trama. Generalmente, MSB (bit más significativo) de FCS se transmite primero, pero alternativamente, FCS se puede invertir para enviar LSB (bit menos significativo primero). 

Se utilizan diferentes técnicas para calcular los códigos FCS para la detección de errores. Las siguientes son algunas de las técnicas que se utilizan para detectar errores en las tramas transmitidas:

1. Verificación de paridad simple: se agrega un bit de paridad al marco para la detección de errores. Es de dos tipos: verificación de paridad impar y verificación de paridad par. En la verificación de paridad impar, el bit de paridad se establece en 0 si los datos contienen un número impar de 1 y se establece en 1 si los datos contienen un número par de 1. En la verificación de paridad par, el bit de paridad se establece en 1 si los datos contienen un número impar de 1 y se establece en 0 si los datos contienen un número par de 1. Aquí, los bits de paridad forman parte de la trama como código FCS.
2. Verificación de paridad bidimensional: los bits de paridad se calculan para cada fila y cada columna y se agregan al marco de datos. El cálculo de bits de paridad para filas o columnas individuales es similar a una simple verificación de paridad. En esta técnica, la combinación de los bits de paridad de todas las filas y columnas forma el código FCS.
3. Suma de verificación: los datos se dividen en múltiples segmentos y todos los segmentos se agregan usando aritmética de complemento a 1 y la suma obtenida se complementa para obtener la suma de verificación. La suma de comprobación se envía junto con otros segmentos al destino y en el extremo del receptor se calcula la suma de todos los segmentos utilizando el complemento a 1 y luego se complementa la suma obtenida. Si el resultado final es cero, la transmisión se considera exitosa; de lo contrario, la trama se descarta. A veces, la suma de comprobación se considera un código FCS para el algoritmo de detección de errores CRC.
4. Comprobación de redundancia cíclica (CRC): se agrega una secuencia de bits redundantes al final de la unidad de datos para que los datos resultantes sean exactamente divisibles por un número binario predeterminado. Estos bits se denominan bits de verificación de redundancia cíclica. En el extremo del receptor, los datos se dividen por ese número predeterminado y si el resto resulta ser 0, se acepta la trama; de lo contrario, se descarta. En este algoritmo, los bits de redundancia cíclica se consideran bits FCS.

Laboral:

Los datos a menudo se corrompen durante la transmisión, por lo que la secuencia de verificación de cuadros se agrega al final del cuadro durante la transmisión. FCS se calcula mediante el uso de técnicas de detección de errores, como verificación de paridad, suma de verificación, etc. En el destino, FCS se calcula nuevamente siguiendo la misma técnica que se usó para generar FCS en el sitio del remitente. Luego, el resultado se compara con los bits FCS presentes en la trama de datos y, si ambos son iguales, la trama se acepta y la transmisión se considera exitosa; de lo contrario, la trama se descarta asumiendo que se produjo algún error durante la transmisión.

Por ejemplo,suponga que hay dos dispositivos dentro de una red, digamos A y B, y sigue el protocolo TCP. A quiere enviar algunos datos a B de tal manera que B no acepte las tramas corruptas y la comunicación sea libre de errores. Entonces, A divide los datos de cada cuadro en algunos segmentos de tamaño m y calcula la suma de verificación sumando todos los segmentos usando el complemento a 1 y agregándolo al final de cada cuadro, y luego transmite el cuadro. Ahora, B calculará la suma acumulada de la trama junto con los bits de FCS usando el complemento de 1 y si la suma resulta ser cero, B aceptará la trama; de lo contrario, se descartará. Dado que la red sigue el protocolo TCP A, puede retransmitir las tramas corruptas en caso de detección de fallas. De esta manera, la comunicación será más eficiente ya que ningún error dará lugar a incoherencias en la comunicación.