Modelo TCP/IP, Direcciones IP y QoS en Redes VoIP

1. Modelo TCP/IP

El modelo TCP/IP se compone de las siguientes capas:

• Física: Define las características del medio físico, como la naturaleza del medio, el tipo de señales, la velocidad de transmisión y la codificación. Ejemplos: Interfaces, velocidad, half/full duplex.
• Enlace de Datos: Recibe datagramas del nivel superior y los transmite al hardware de la red. Ejemplos: Switch, hub, dirección MAC, tabla MAC.
• Red: Maneja la comunicación de una máquina a otra. Ejemplos: IP, direccionamiento IPv4/IPv6, máscara, multicast.
• Transporte: Proporciona la comunicación entre un programa de aplicación y otro. Ejemplos: UDP, TCP, SCTP.
• Aplicación: Interactúa con uno de los protocolos de nivel de transporte para enviar o recibir datos. Ejemplos: Telnet, DHCP, FTP, DNS.

2. Unicast, Multicast y Broadcast

Unicast: Transmisión uno a uno (one-to-one). Un único emisor envía datos a un único receptor. Ejemplo: Un servidor envía datos a un cliente en una LAN.

Multicast: Transmisión uno a muchos (one-to-many). Se envían datos a múltiples destinos simultáneamente, pero solo a un grupo específico. Optimiza el ancho de banda al enviar datos una sola vez a múltiples receptores.

Broadcast: Transmisión uno a todos (one-to-all). Se envían datos a todos los dispositivos en la red. Ejemplo: ARP (Address Resolution Protocol) para la resolución de direcciones.

3. Diferencia entre Dirección MAC y Dirección IP

La dirección IP es un identificador lógico y único para cada dispositivo en una red. Se puede cambiar. La dirección MAC es un identificador físico único asignado por el fabricante a cada dispositivo de red.

4. Estructura de una Dirección IPv4

Una dirección IPv4 se compone de dos partes:

• ID de Red: Identifica el segmento de red al que pertenece un dispositivo. Todos los dispositivos en el mismo segmento comparten el mismo ID de red.
• ID de Host: Identifica un dispositivo específico dentro de un segmento de red. Debe ser único dentro del ID de red.

5. Protocolo ARP

El protocolo ARP (Address Resolution Protocol) convierte direcciones IP (lógicas) a direcciones MAC (físicas).

6. RTP y RTCP

RTP (Real-time Transport Protocol): Protocolo estándar para la transmisión de datos de voz y video en tiempo real a través de Internet.

RTCP (RTP Control Protocol): Protocolo que se utiliza para enviar datos de control y mediciones durante una transmisión RTP. Se envía periódicamente (aproximadamente cada 5 segundos) para monitorizar la calidad de la transmisión.

7. Uso de UDP para Voz sobre IP

UDP se utiliza para voz sobre IP debido a su baja latencia. A diferencia de TCP, UDP no realiza control de errores ni retransmisión de paquetes, lo que lo hace más rápido, aunque menos fiable. Para la voz, la velocidad es más importante que la fiabilidad, ya que pequeñas pérdidas de paquetes son menos perceptibles que el retardo.

8. Variables que Impactan la Calidad de Servicio (QoS) en VoIP

• Retardo (Delay): Tiempo que tarda un paquete en llegar de origen a destino.
• Jitter: Variación en el retardo entre paquetes.
• Pérdida de Paquetes (Packet Loss): Porcentaje de paquetes que no llegan a su destino.
• Uso del Ancho de Banda: Optimización del ancho de banda mediante el uso de CODECs, VAD (Voice Activity Detection), cancelación de eco, jitter buffer, RSVP, priorización de tráfico en tiempo real, DSCP, 802.1q y 802.1p.

9. Desafíos de VoIP

Uno de los principales desafíos de VoIP es lograr una alta calidad y confiabilidad del servicio (equivalente a la de las redes tradicionales, como el objetivo del 99.999%).

10. Técnicas de Codificación de Voz

(Se requiere información sobre las tasas de bits de las técnicas de codificación)

13. Aplicaciones de Tiempo Real

(Se requiere información sobre las aplicaciones de tiempo real)

14. Campo Payload Type en RTP

El campo Payload Type en la cabecera RTP identifica el tipo de medio (audio o video) y el códec utilizado para codificar la información.

15. Capas de una Red NGN

• Gestión de Servicios: Alberga aplicaciones y servidores que brindan servicios a usuarios finales.
• Control de Red: Provee elementos para el control de la capa de acceso y los usuarios finales.
• Red de Conmutación: Comunica la capa de control de red con la capa de acceso, utilizando una red IP.
• Capa de Acceso: Provee la conexión con los usuarios finales.

16. IMS

IMS (IP Multimedia Subsystem) es una arquitectura para ofrecer servicios multimedia y de voz sobre IP. Su objetivo principal es proporcionar mecanismos de autenticación, movilidad, calidad de servicio y seguridad a los usuarios.

17. Calidad de Servicio en una Red IP

(Se requiere información sobre la calidad de servicio en una red IP)

18. Calidad de Servicio de Capa 2

(Falta información)

19. Calidad de Servicio de Capa 3

(Falta información)

20. Red H.323

Terminales H.323: También llamados endpoints, son los clientes de una red H.323. Soportan codecs de compresión de voz, H.245, RTP/RTCP y Q.931.

Gateways: (Se requiere información sobre los Gateways)

Gatekeepers: (Se requiere información sobre los Gatekeepers)

MCU (Unidad de Control Multipunto): Provee servicios de conferencia entre dos o más terminales.