Fundamentos de Redes: Unicasting, Multicasting, Broadcast y Protocolos TCP/IP

Conceptos Fundamentales de Transmisión en Redes

Unicast: El proceso por el cual se envía un paquete de un host a un host individual.

Multicast: El proceso por el cual se envía un paquete de un host a un grupo seleccionado de hosts.

Broadcast: El proceso por el cual se envía un paquete de un host a todos los hosts en la red.

Control de Acceso al Medio: CSMA/CA

En comunicaciones, CSMA/CA (del inglés Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance), o en español, Acceso Múltiple con Escucha de Portadora y Evasión de Colisiones, es un protocolo de control de acceso a redes de bajo nivel que permite que múltiples estaciones utilicen un mismo medio de transmisión.

Cada equipo anuncia opcionalmente su intención de transmitir antes de hacerlo para evitar colisiones entre los paquetes de datos. Esto es comúnmente utilizado en redes inalámbricas, ya que estas no cuentan con un modo práctico para transmitir y recibir simultáneamente. De esta forma, el resto de equipos de la red sabrán cuándo hay colisiones y, en lugar de transmitir la trama en cuanto el medio está libre, se espera un tiempo aleatorio adicional corto. Solamente si, tras ese corto intervalo, el medio sigue libre, se procede a la transmisión, reduciendo la probabilidad de colisiones en el canal.

CSMA/CA es utilizado en canales en los que, por su naturaleza, no se puede usar CSMA/CD. CSMA/CA se utiliza en el estándar 802.11, basado en redes inalámbricas.

Procedimiento de Saludo Adicional: DFW MAC

Aunque CSMA/CD y CSMA/CA aseguren que un nodo va a obtener un acceso al medio, no se asegura que el nodo destino esté en contacto con el nodo origen. Para solucionar este problema, se ha añadido un procedimiento de saludo adicional al protocolo de la capa MAC. Este procedimiento se ha denominado Protocolo de MAC Inalámbrico de Fundamento Distribuido (DFW MAC), con el fin de que sirva para los diferentes métodos de la capa MAC.

Proceso de Envío de Trama con RTS/CTS

Para enviar una trama, el equipo origen primero envía una trama corta de control de solicitud de transmisión (RTS - Request to Send) mediante el método CSMA/CD o CSMA/CA. Este mensaje de control RTS contiene las direcciones MAC del equipo origen y destino.

Si el equipo destino recibe esta trama, significa que está preparado para recibir una trama. Este equipo devolverá una trama de contestación: CTS (Clear to Send) o Receptor Ocupado (RxBusy).

• Si la respuesta es afirmativa, el equipo origen transmite la trama de datos (Data).
• Si el equipo destino recibe correctamente el mensaje, contesta con la trama de confirmación positiva ACK (Acknowledged).
• Si no la recibe correctamente, contesta con la trama de confirmación negativa NAK (Not Acknowledged), y el equipo origen tratará de volver a enviarlo.

Este procedimiento se repite un número predefinido de veces hasta conseguir una transmisión correcta de la trama de datos.

El Conjunto de Protocolos de Internet (TCP/IP)

El conjunto de protocolos de Internet es el modelo de red y un conjunto de protocolos de comunicaciones usados para Internet y redes similares. Se conoce comúnmente como TCP/IP, ya que sus protocolos más importantes, el Protocolo de Control de Transmisión y el Protocolo de Internet, fueron los primeros protocolos de red definidos en esta norma. Está en ocasiones conocido como el modelo del Departamento de Defensa, debido a la influencia fundamental de la ARPANET en la década de 1970.

TCP/IP ofrece conectividad de extremo a extremo, especificando cómo dar formato a los datos, dirigirlos, transmitirlos, enrutarlos y recibirlos en el destinatario. Tiene 4 capas de abstracción que se utilizan para clasificar todos los protocolos relacionados de acuerdo con el alcance de las redes en cuestión. De más bajo a más alto, las capas son:

• Capa de Enlace: Contiene tecnologías de la comunicación para un segmento de red de una red de área local.
• Capa de Internet: Conecta redes independientes, estableciendo interconexiones de redes.
• Capa de Transporte: Se encarga de la comunicación de un host a otro.
• Capa de Aplicación: Contiene todos los protocolos para servicios específicos de comunicaciones de datos en un proceso a nivel de proceso. Por ejemplo, el Protocolo de Transferencia de Hipertexto (HTTP) especifica la comunicación entre un navegador web y un servidor web.

Los protocolos relacionados con el modelo TCP/IP son mantenidos por el Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet (IETF).