Clasificación de Redes de Comunicación: Broadcast vs. Punto a Punto y Métodos de Asignación MAC

Clasificación de Redes según Conexión Física y Forma de Transmisión

a) Redes de Difusión (Broadcast)

Las redes de difusión tienen un solo canal de comunicación que es compartido por todos los ordenadores de la red. Los equipos envían mensajes cortos, denominados tramas, que llegan a todos los demás ordenadores conectados. Los protocolos utilizados en estas redes permiten determinar si un mensaje se envía a todos los ordenadores (broadcast) o solo a uno específico (unicast), además de controlar la prevención de colisiones.

La trama contiene campos que indican el origen y el destino de la información, permitiendo elegir si el mensaje se envía a uno, a varios o a todos los ordenadores. Cuando el mensaje está dirigido a todos los equipos de la red, se denomina mensaje de Broadcast.

Asignación del Canal en Redes Broadcast (Nivel MAC)

El principal desafío en las redes de difusión es la asignación del canal, dado que este es único y debe ser compartido por todos los ordenadores. Para gestionar este recurso, se emplean múltiples protocolos que operan en el Nivel MAC (Control de Acceso al Medio). Se distinguen dos métodos principales de asignación:

1. Asignación Estática

Este método utiliza la multiplexación para dividir el ancho de banda total del canal entre los ordenadores que lo utilizan.

• Ejemplo: Si un canal tiene 100 Mb de ancho de banda y hay diez hosts conectados, a cada uno le corresponden 10 Mb.
• Inconveniente: Si solo un equipo necesita enviar datos, los 90 Mb restantes se desaprovechan.
• Ventaja: Su mayor beneficio es que se evitan las interferencias y colisiones.

2. Asignación Dinámica

Permite gestionar la utilización del medio único en función de las necesidades de comunicación de los equipos en cada momento, repartiendo el ancho de banda de manera más eficaz.

En este tipo de asignación se parte de los siguientes supuestos:

1. Existe un número de equipos indefinido.
2. Solo se dispone de un canal de comunicación.
3. La transmisión simultánea de dos mensajes (tramas) provoca una colisión.
4. Cualquier equipo puede comunicar en cualquier momento o debe ajustarse a unos intervalos predeterminados.
5. Los hosts pueden observar la red para comprobar si el canal está ocupado.
6. También se puede establecer un sistema donde la observación del canal no sea necesaria.

Protocolo CSMA/CD en Redes Ethernet

En redes Ethernet, uno de los protocolos más utilizados es CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection). El ordenador que desea transmitir examina si el canal está siendo utilizado; si lo está, espera para transmitir. Si se produce una colisión, la transmisión se detiene. El conjunto de normas IEEE 802.3 se basa en este protocolo.

b) Redes Punto a Punto (P2P)

En las redes Punto a Punto, las conexiones se establecen directamente entre pares de ordenadores. Se establece una comunicación directa entre los dos equipos. Para que un mensaje llegue a su destino, puede pasar por varios nodos intermedios. Dado que normalmente existe más de un camino posible, se utilizan algoritmos de encaminamiento (routing) para gestionar la ruta óptima.

Tecnologías de Conmutación en Redes P2P

Este tipo de redes utiliza dos tecnologías clave:

1. Conmutación de Circuitos

Mientras la conexión está activa, se establece un “circuito” dedicado entre los dos puntos de comunicación, garantizando un camino fijo para la transmisión.

2. Conmutación de Paquetes

El mensaje se divide en partes denominadas paquetes, que se envían de forma independiente unos de otros, incluso desordenados y por distintos caminos, hasta su destino, donde deben ser reordenados y recompuestos para formar el mensaje original.

Comparativa de Tecnologías: Broadcast vs. Punto a Punto

Redes de Difusión (Broadcast)

• a) Aplicación: Empleadas típicamente en Redes de Área Local (LAN).
• b) Costes y Hardware: Los costes de cableado son menores; solo se requiere una tarjeta de interfaz por estación.
• c) Velocidad: Un único medio de transmisión debe soportar todos los mensajes de la red, lo que requiere líneas de alta velocidad.
• d) Recepción: Para que la estación receptora procese el mensaje, debe reconocer su dirección en el campo de destino de la trama.

Redes Punto a Punto (P2P)

• a) Aplicación: Empleadas típicamente en Redes de Área Amplia (WAN).
• b) Costes y Hardware: Los costes de cableado son mayores, y la estación utiliza al menos dos tarjetas de interfaz.
• c) Velocidad: Varias líneas de comunicación pueden funcionar en paralelo, permitiendo el uso de líneas de baja velocidad.
• d) Recepción y Reenvío: La información se recibe; una vez leído el mensaje, se procesa si va dirigido a la estación o se reenvía si tiene un destino diferente (función de router).